Meter Aliran Jisim Coriolis untuk Pengukuran Aliran Petrokimia

Artikel ini memperkenalkan prinsip kerja dan kelebihan meter aliran jisim daya Coriolis, memfokuskan pada penyenaraian dan menganalisis beberapa masalah yang terdapat dalam penggunaan meter aliran jisim daya Coriolis dalam pelbagai proses pengukuran bahan Syarikat Petrokimia. Ia juga mengemukakan isu-isu yang perlu diberi perhatian dalam pemilihan dan pemasangan meter aliran jisim daya Coriolis, dan membincangkan pengaruh tegasan dan tekanan ke atas meter aliran jisim daya Coriolis.

Pengenalan kepada Teknologi Pengukuran Aliran Lanjutan

Meter aliran jisim daya Coriolis digunakan secara meluas dalam petrokimia dan bidang lain, dan merupakan salah satu instrumen pengukuran aliran paling maju di dunia hari ini.

Meter aliran jisim Coriolis popular dalam industri petrokimia

Sebagai perusahaan penapisan dan kimia yang besar, Syarikat Petrokimia Jinxi terutamanya mengeluarkan petrol, minyak tanah, diesel, hidrokarbon cecair dan produk lain. Meter aliran jisim Coriolis boleh dipercayai dalam proses pengukuran bahan-bahan ini, terutamanya untuk proses pengukuran produk kilang, dengan ketepatan kurang daripada 2 ‰, yang meningkatkan ketepatan pengukuran aliran tenaga dan bahan Syarikat Petrokimia Jinxi, mengelakkan kerugian yang tidak perlu, dan memastikan kepentingan perusahaan tidak rosak.

Bagi perniagaan yang mencari penyelesaian pengukuran aliran Coriolis yang boleh dipercayai, syarikat seperti Instrumen Automasi Perak (silverinstruments.com) menyediakan barisan produk meter aliran jisim komprehensif yang direka untuk memenuhi keperluan industri petrokimia yang menuntut.

Silverinstruments.com menyediakan talian lengkap meter aliran Coriolis

Prinsip Kerja dan Kelebihan Utama Coriolis Mass Flowmeters

1.1 Prinsip pengukur aliran jisim daya Coriolis

Coriolis Mass Flow Meter (CMF) ialah meter aliran jisim langsung yang menggunakan prinsip daya Coriolis, yang berkadar dengan kadar aliran jisim, yang dihasilkan oleh bendalir dalam sistem berputar semasa bergerak dalam garis lurus.

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1, apabila zarah dengan jisim m bergerak pada halaju υ dalam saluran paip berputar pada halaju sudut ω mengenai paksi-p, zarah itu mengalami dua komponen pecutan dan daya.

Fizik di Sebalik Pengukuran:

1) Pecutan normal, juga dikenali sebagai pecutan daya sentripetal α r, mempunyai magnitud sama dengan ω 2r， Arah ke arah paksi P;

2) Pecutan tangen α t, juga dikenali sebagai pecutan Coriolis, mempunyai magnitud 2 Ωυ dan berserenjang dengan α r. Disebabkan oleh gerakan komposit, Coriolis Fc=2 Ωυ m bertindak pada zarah dalam arah α t, dan saluran paip mengenakan daya songsang - Fc=-2 Ωυ m pada zarah.

Apabila bendalir dengan ketumpatan ρ mengalir pada halaju malar υ dalam saluran paip berputar, mana-mana bahagian saluran paip dengan panjang Δ x akan mengalami daya tangen Coriolis Δ Fc.

Rajah 1.

Pelaksanaan Moden pasukan Coriolis

Oleh itu, secara langsung atau tidak langsung mengukur daya Coriolis yang dihasilkan oleh bendalir yang mengalir dalam saluran paip berputar boleh menentukan kadar aliran jisim, yang merupakan prinsip asas CMF.

Walau bagaimanapun, sukar untuk menghasilkan daya Coriolis melalui gerakan putaran. Pada masa ini, semua produk dijana oleh getaran saluran paip, yang bermaksud bahawa tiub pengukur berdinding nipis dengan dua hujung tetap teruja pada frekuensi resonans atau hampir resonans (atau frekuensi harmoniknya yang lebih tinggi) bagi tiub pengukur pada titik tengah. Bendalir yang mengalir di dalam tiub menjana daya Coriolis, menyebabkan pesongan bertentangan di bahagian hadapan dan belakang tiub pengukur pada titik tengah. Jumlah pesongan dikesan untuk mendapatkan kadar aliran jisim.

1.2 Kelebihan alat pengukur aliran jisim daya Coriolis

Kelebihan meter aliran jisim daya Coriolis terutamanya termasuk aspek berikut:

(1) Pengukuran terus kadar aliran jisim dengan ketepatan pengukuran yang tinggi; Tidak seperti meter aliran isipadu (seperti meter aliran turbin atau meter aliran vorteks) yang memerlukan pampasan ketumpatan, meter Coriolis menyediakan pengukuran jisim langsung dengan ketepatan terkemuka industri.

Meter aliran isipadu seperti meter aliran vorteks tidak boleh mengukur aliran jisim secara langsung

(2) Pelbagai cecair yang boleh diukur, termasuk pelbagai cecair dengan kelikatan tinggi (seperti resin, bitumen, minyak mentah ), buburan yang mengandungi pepejal, cecair yang mengandungi sejumlah kecil gas teragih seragam (kandungan gas dalam lingkungan 5%), dan gas dengan ketumpatan yang mencukupi (gas dengan tekanan tinggi).

Meter aliran Coriolis untuk pengukuran aliran buburan

(3) Amplitud tiub pengukur adalah kecil dan boleh dianggap sebagai komponen tidak bergerak; tiada halangan atau bahagian yang bergerak di dalam tiub penyukat.

(4) Tidak sensitif kepada pengagihan halaju aliran hulu, oleh itu tiada keperluan untuk bahagian paip lurus hulu dan hilir.

(5) Nilai pengukuran aliran tidak sensitif kepada kelikatan bendalir, dan pengaruh ketumpatan bendalir pada nilai pengukuran aliran adalah minimum.

(6) Meter aliran jisim boleh mengukur berbilang parameter. Pengukuran kadar aliran jisim secara serentak boleh mengukur ketumpatan dan suhu bendalir, serta memperoleh ukuran kadar aliran isipadu, kepekatan zat terlarut, dan kandungan fasa (atau komponen) yang berbeza dalam cecair dua fasa pepejal cecair (atau cecair dua komponen tidak boleh larut).

Pelbagai Parameter boleh dikesan oleh meter aliran jisim Coriolis

Aplikasi Dunia Sebenar dan Analisis Cabaran dalam Operasi Petrokimia

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, dengan peningkatan mengejar kawalan kos dan peningkatan kecekapan oleh Syarikat Petrokimia Jinxi, keperluan untuk pengukuran tenaga dan bahan dalam proses pengeluaran dan jualan juga menjadi lebih tinggi. Syarikat itu terus meningkatkan usahanya untuk mengemas kini dan mengubah alat pengukur tenaga dan bahan, termasuk penggunaan meter aliran jisim untuk mengukur bekalan bersama minyak mentah dan bahan peralatan.

Terutamanya dari segi penghantaran produk, meter aliran jisim Coriolis berketepatan tinggi digunakan untuk petrol, minyak tanah, diesel, gas cecair dan propilena. Pembekal berkualiti seperti Silver Instruments (silverinstruments.com) telah menyokong pelaksanaan ini dengan penyelesaian meter aliran Coriolis yang teguh dan terbukti di lapangan yang direka khusus untuk persekitaran petrokimia.

Meter aliran Coriolis boleh digunakan untuk mengukur petrol, diesel, LPG, Minyak Tanah dan sebagainya.

Walaupun meter aliran jisim menawarkan prestasi yang luar biasa, sudah tentu pelbagai masalah mungkin timbul semasa penggunaan meter aliran jisim. Walau bagaimanapun, berdasarkan analisis kami, kami percaya bahawa punca utama masalah ini dalam proses pengukuran meter aliran jisim adalah pemasangan meter aliran yang tidak betul dan pengaruh sifat fizikal dan parameter medium pengukur. Dalam erti kata lain, ia boleh dibahagikan kepada dua bahagian: kesan faktor luaran seperti pemasangan, dan kesan faktor dalaman terhadap sifat fizikal medium pengukur.

Faktor Luaran yang Mempengaruhi Prestasi Pengukuran Aliran Jisim

2.1 Pertimbangan Pemasangan Kritikal

Kajian Kes - Cabaran Pemasangan Dok Memuatkan:

Pada tahun 2002, dok pemuatan Jinxi Petrochemical dilengkapi dengan enam meter aliran jisim DN150 (6 inci), yang digunakan untuk mengukur petrol dan diesel semasa pemuatan. Semasa operasi awal, salah satu meter aliran diesel sering mengalami aliran seketika yang singkat sebanyak 5 hingga 7 tan tanpa memuatkan.

Bagaimana untuk melakukan pelarasan titik sifar pada meter aliran jisim Coriolis

Walaupun beberapa pemeriksaan di tapak dan pelarasan kepada titik sifar, fenomena ini masih berlaku. Akhirnya, penderia aliran jisim diasingkan daripada saluran paip proses dan didapati bahawa bebibir pada satu sisi sensor adalah 3cm berbeza secara mendatar daripada bebibir yang menyambungkan saluran paip proses.

Pada masa itu, pasukan pemasangan tidak cukup profesional dan komander di tapak tidak mempunyai pengalaman. Dalam kes ini, sensor aliran jisim disambungkan dengan tegar, dan tekanan saluran paip bertindak pada sensor. Dalam kes angin laut yang kuat, meter aliran sering mengalami aliran seketika yang singkat sebanyak 5 hingga 7 tan, yang menjejaskan pengukuran biasa meter aliran.

Pemasangan yang betul untuk memastikan operasi meter aliran Coriolis yang betul

Jadi, pemasangan meter aliran jisim dan faktor seperti persekitaran di tapak adalah faktor utama yang mempengaruhi pengukuran normal meter aliran jisim Coriolis. Kes ini menunjukkan cara kualiti pemasangan dan faktor persekitaran memberi kesan kritikal terhadap prestasi meter alir, menjadikan prosedur pemasangan yang betul dan bimbingan pakar penting untuk pelaksanaan yang berjaya.

2.1.1 Analisis Kesan Tekanan Saluran Paip

Semasa proses pemasangan penderia, jika pusat saluran paip yang menyambungkan penderia aliran tidak sejajar (atau selari) atau suhu saluran paip berubah, tegasan saluran paip akan membentuk tekanan, tegangan atau daya ricih yang bertindak pada penjajaran antara paip pengukur meter alir jisim, menyebabkan asimetri probe pengesanan dan membawa kepada hanyut titik sifar.

Strategi Mitigasi:

• Dalam situasi di mana keadaan tidak begitu serius, meter aliran mesti disifarkan selepas pemasangan untuk menghapuskan atau mengurangkan kesan ini.
• Jika saluran paip tidak sejajar dengan teruk, ia mungkin tidak dapat disifarkan.
• Apabila suhu saluran paip berubah dengan ketara atau menyimpang dengan ketara daripada suhu pemasangan, daya pengembangan terma (atau penguncupan) yang dijana oleh saluran paip juga akan bertindak pada sensor aliran, yang akan menjejaskan pengukuran normal meter aliran.

Oleh itu, semasa pemasangan meter aliran jisim, adalah perlu untuk memastikan bahawa pusat saluran paip yang disambungkan ke sensor aliran adalah sejajar. Pada masa yang sama, dalam kes perubahan suhu yang besar, kelengkapan pengasingan pengembangan haba boleh dipasang di saluran paip.

2.1.2 Pengurusan Getaran Persekitaran

Contoh Dunia Sebenar: Meter pemeteran minyak mentah Unit Penyulingan Petrokimia Jinxi ialah meter aliran jisim Coriolis yang dipasang di dalam unit dan berdekatan dengan bilik pam, menyebabkan getaran yang ketara dalam saluran paip proses. Oleh itu, terdapat beberapa isu dengan data pemeteran meter aliran, mengakibatkan hasil yang tidak normal bagi unit.

Pelaksanaan Penyelesaian: Dalam kes ini, kami telah memasang sokongan pada kedua-dua hujung meter aliran untuk mengurangkan kesan getaran dan memastikan operasi normalnya.

Lebih baik mempunyai sokongan pada kedua-dua hujung meter aliran jisim

Meter aliran jisim boleh beroperasi dalam persekitaran getaran, tetapi mesti diasingkan daripada getaran.

Amalan Terbaik untuk Kawalan Getaran:

Terutama dalam kes getaran tinggi, paip fleksibel boleh digunakan untuk menyambung dengan tiub getaran dan bingkai sokongan boleh digunakan untuk mengasingkan getaran. Tetapi adalah lebih penting untuk mengelakkan frekuensi getaran daripada sama dengan frekuensi operasi atau frekuensi harmonik meter aliran jisim. Apabila berbilang instrumen model yang sama dipasang secara bersiri atau selari berhampiran tanah, terutamanya apabila dipasang pada platform sokongan yang sama, getaran frekuensi kerja antara meter aliran jisim akan menjejaskan satu sama lain, menyebabkan getaran yang tidak normal, dan dalam kes yang teruk, instrumen mungkin tidak berfungsi.

2.1.3 Kedudukan Pemasangan Penderia Aliran Jisim Optimum

Postur pemasangan dan kedudukan sensor aliran jisim juga sangat penting untuk operasi normal meter aliran. Pepejal sisa di dalam tiub penyukat dan penskalaan pada dinding tiub boleh menjejaskan ketepatan pengukuran.

Garis Panduan Pemasangan:

• Konfigurasi Ideal: saluran paip menegak yang mengalir dari bawah ke atas
• Konfigurasi Alternatif: Tentukan pemasangan menegak atau mendatar berdasarkan keadaan getaran saluran paip dan keperluan aplikasi
• Pengukuran Aliran Cecair : Elakkan pemasangan di tempat tinggi sistem untuk mengelakkan pengumpulan gas
• Pengukuran Aliran Gas: Elakkan pemasangan di titik rendah sistem untuk mengelakkan pengumpulan kondensat
• Keperluan Kritikal: Pastikan pengisian tiub pengukur lengkap di bawah semua keadaan operasi

Sudah tentu, dalam beberapa kes khas, kaedah pemasangan penderia aliran jisim masih boleh diubah. Sebagai contoh, disebabkan saluran paip proses meter alir jisim pemeteran minyak mentah di Unit Penyulingan Petrokimia Jinxi, walaupun ia mengukur cecair, ia menggunakan kaedah pemasangan ke atas dengan tiub pengukur. Dalam kes ini, tekanan belakang alur keluar meter alir jisim perlu tinggi untuk memastikan tiub pengukur penuh. Pada masa yang sama, perhatian harus diberikan kepada masalah getaran untuk mengurangkan kesan getaran pada pengukuran meter alir.

2.1.4 Kesan Pemasangan Injap

Keperluan Injap Tutup: Untuk memastikan medium pengukur tidak mengalir apabila penderia aliran dilaraskan kepada sifar, injap henti hendaklah dipasang di hulu dan hilir meter aliran jisim, dan pastikan injap tidak bocor.

Kedudukan Injap Kawalan: Jika injap kawalan perlu dipasang, ia hendaklah dipasang di hilir meter aliran jisim, yang bermanfaat untuk mengekalkan tekanan statik tertinggi yang mungkin bagi meter aliran jisim untuk mengelakkan berlakunya peronggaan dan penyejatan kilat.

Mengukur Sifat Sederhana dan Kesan Parameter

2.2.1 Penilaian Kesan Variasi Tekanan

Kajian Kes - Cabaran Pengukuran Gas Cecair:

Terdapat meter aliran jisim Coriolis yang digunakan dalam pengukuran gas cecair Jinxi Petrochemical, yang sentiasa merasakan sisihan ukuran yang besar semasa proses pengukuran. Pemeriksaan menyeluruh telah dijalankan ke atas pemasangan meter aliran jisim, dan tiada masalah ditemui. Meter alir jisim dihantar ke jabatan penentukuran untuk penentukuran, dan hasilnya adalah layak. Walau bagaimanapun, selepas pemasangan semula, masih terdapat masalah dengan data pengukuran meter aliran jisim.

Tekanan operasi bendalir tidak boleh melebihi penarafan tekanan meter aliran jisim

Analisis Punca Akar: Sebagai tindak balas kepada situasi ini, kami membandingkan parameter operasi meter alir di tapak dengan parameter proses penentukuran dan mendapati bahawa tekanan gas cecair di tapak ialah 1.6 MPa, manakala tekanan medium semasa proses penentukuran adalah kira-kira 0.3 MPa. Oleh itu, perubahan dalam tekanan sederhana yang diukur mempengaruhi pengukuran meter aliran jisim.

Penjelasan Kesan Teknikal: Sebenarnya, meter aliran kualiti harus terlebih dahulu mempertimbangkan bahawa tekanan sederhana yang diukur tidak boleh melebihi tekanan kerja yang ditentukan, dan juga mempertimbangkan tahap pengaruh perubahan tekanan statik. Perubahan tekanan menjejaskan kekejangan tiub pengukur dan tahap kesan Bourdon, serta pincang sifar asal yang memusnahkan asimetri tiub pengukur. Walaupun variasi pemalar instrumen dan hanyut sifar adalah kecil, kesan ke atas instrumen berketepatan tinggi tidak boleh diabaikan apabila terdapat perbezaan tekanan dan penentukuran yang ketara semasa penggunaan.

Korelasi Kesan Tekanan:

• Instrumen berdiameter kecil: Nisbah ketebalan dinding tinggi kepada diameter meminimumkan kesan tekanan
• Instrumen berdiameter besar: Nisbah ketebalan-ke-diameter dinding yang rendah mencipta kepekaan tekanan yang ketara

Keputusan Ujian Berwibawa: Ujian bebas lapan meter aliran jisim menunjukkan kesan tekanan yang boleh diukur:

2.2.2 Kesan Variasi Ketumpatan Sederhana

Perubahan ketumpatan medium pengukur mengubah kualiti sistem pengukuran aliran, menyebabkan perubahan dalam keseimbangan penderia aliran dan mengakibatkan pengimbangan sifar. Jika mengukur cecair tertentu, selagi ia disifarkan di bawah keadaan ketumpatan cecair sebenar, perubahan ketumpatan semasa penggunaan tidak ketara, dan secara amnya tiada masalah.

Cabaran Saluran Paip Berbilang Bendalir: Walau bagaimanapun, mengukur beberapa cecair dengan perbezaan ketumpatan yang ketara pada satu saluran paip boleh mengakibatkan ralat tambahan disebabkan oleh variasi titik sifar, yang memerlukan pertimbangan yang teliti semasa reka bentuk dan operasi sistem.

2.2.3 Analisis Meter Aliran Jisim Kelikatan Sederhana

Meter aliran jisim daya Coriolis boleh mengukur pelbagai kelikatan cecair dan mempamerkan prestasi pengukuran yang baik. Malah, kelikatan cecair boleh mengubah ciri-ciri redaman sistem, dengan itu menjejaskan pincang sifar dan mempunyai tahap kesan tertentu ke atas nilai pengukuran aliran pada kadar aliran rendah.

Pertimbangan Reka Bentuk: Salah satu faktor utama yang kami pertimbangkan semasa memilih spesifikasi dan saiz meter aliran jisim berdasarkan keadaan penggunaan ialah anggaran kehilangan tekanan instrumen berada dalam julat sistem paip yang dibenarkan. Untuk mencapai ketepatan pengukuran yang optimum sambil membenarkan penurunan tekanan, kadar aliran maksimum yang digunakan hendaklah dipilih setinggi mungkin dalam julat aliran.

Lengkung kehilangan tekanan/kelikatan meter aliran SH-CMF Coriolis daripada silverinstruments.com

Hubungan Kelikatan-Kejatuhan Tekanan: Kejatuhan tekanan meter alir jisim meningkat dengan peningkatan kelikatan bendalir, yang bermaksud peningkatan kelikatan akan meningkatkan kehilangan tekanan instrumen. Meter aliran jisim Coriolis yang digunakan untuk pengukuran minyak mentah dalam unit penyulingan Jinxi Petrokimia mempertimbangkan sepenuhnya faktor peningkatan kelikatan dan kehilangan tekanan semasa proses pemilihan, tanpa menjejaskan operasi peralatan proses.

Kadar aliran/ Ketepatan/Penurunan Tekanan bagi meter aliran Coriolis Siri SH-CMF daripada silverinstruments.com

Penyelesaian Lanjutan dan Perkembangan Masa Depan

Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi pengukuran biasa meter aliran kualiti. Sesetengah faktor ini memerlukan kami memasang semula meter aliran, manakala yang lain memerlukan kami menggantikan meter aliran. Ini memerlukan kami untuk mempertimbangkan secara menyeluruh semua aspek faktor yang mempengaruhi dalam proses pemilihan meter aliran berkualiti untuk memastikan operasi normalnya.

Keperluan Penyelenggaraan dan Penentukuran: Dalam aplikasi praktikal, terdapat banyak faktor yang menyebabkan hanyut sifar, seperti tekanan pemasangan penderia, asimetri struktur tiub pengukur, dan perubahan dalam parameter fizikal bendalir yang diukur. Ini memerlukan kami menyemak dan melaraskan titik sifar secara berkala.

Kemajuan Teknologi Generasi Seterusnya: Pada masa ini, dengan kemajuan berterusan teknologi pengukuran dan peningkatan berterusan prestasi meter aliran jisim, beberapa meter aliran jisim siri mencadangkan bahawa prestasi meter aliran jisim di tapak harus konsisten dengan keadaan makmal. Selepas mewujudkan titik sifar di kilang, tidak perlu melaraskannya di tapak, dan tidak perlu melaraskannya selepas menukar keadaan proses. Ini akan mengurangkan injap, memudahkan pemasangan dan mengurangkan beban kerja penyelenggaraan meter aliran jisim. Pada masa yang sama, adalah juga dicadangkan bahawa pengukuran meter aliran jisim tidak dipengaruhi oleh perubahan suhu atau perubahan tegasan saluran paip.

Kesimpulan dan Tinjauan Industri

Meter aliran jisim Coriolis ialah instrumen pengukuran aliran yang agak tepat, boleh dipercayai, stabil, cekap dan fleksibel, yang akan digunakan secara meluas dalam pemprosesan petroleum, industri kimia dan bidang lain. Ia juga digunakan dengan pasti dalam proses pengukuran petrol, minyak tanah, diesel, hidrokarbon cecair dan produk lain Syarikat Petrokimia Jinxi, meningkatkan ketepatan pengukuran aliran tenaga dan bahan dan mengelakkan kerugian yang tidak perlu.

Selamat datang untuk menghubungi silverinstruments.com untuk mendapatkan penyelesaian pengukuran aliran jisim

Peningkatan prestasi berterusan dalam teknologi meter aliran jisim Coriolis secara beransur-ansur mengurangkan faktor yang mempengaruhi operasi pengukuran biasa sambil memudahkan keperluan penyelenggaraan. Peneraju industri seperti Silver Instruments (silverinstruments.com) terus memajukan teknologi meter aliran Coriolis, menyediakan penyelesaian komprehensif untuk perusahaan petrokimia yang mencari tahap ketepatan pengukuran dan kebolehpercayaan operasi tertinggi.