Расходомеры для влагосодержащих газов

Рубрика: Технологии и решения

1.jpgВлажные (влагосодержащие) газы представляют собой сложную задачу для расходомеров всех принципов измерения расхода газа. В большинстве случаев основной проблемой является не сама влажность газа, а возможное образование капельной влаги в потоке среды.

Инженерная практика для решения данной задачи рекомендует удалять влагу из газа с помощью газовых сушилок, сепараторов, абсорберов, но на практике реализовать это часто бывает затруднительно. Помимо капитальных затрат, данные решения не всегда эффективны и бывает, что не приводят к ожидаемому результату.


2.gifКапли влаги или конденсата могут как находиться в потоке пара, движущемся вместе с газом, так и могут «выпадать в виде дождя» и двигаться в противоположном направлении по отношению к потоку газа, как это происходит, например, в вертикальных трубопроводах. Чаще всего данная ситуация наблюдается при измерении расхода биогаза (свалочный газ, варочные котлы и системы производства биогаза), реактора, различные вертикальные трубопроводы и дымоходы, разные задачи, связанные с учётом газов на электростанциях, в нефтегазовой отрасли, химии, нефтехимии и нефтепереработке.

3.jpgДля сложных задач по измерению влажных газов компания FCI ранее предлагала только расходомеры, работающие по принципу постоянной мощности. Данная технология за долгие годы показала себя с лучшей стороны, до сегодняшнего дня являясь лучшей возможной технологией, используемой в термально-массовых расходомерах. Но данный принцип не является панацеей от всех проблем.


r2.jpgСегодня мы рады Вам представить датчик со специально разработанным сенсором для «влажного газа», разработанный инженерами FCI, который обеспечивает точное измерение газа при еще большем количестве влаги (в том числе при наличии капельной влаги и конденсата) и обладающий высокой повторяемостью.


Что такое датчик влажного газа от FCI?
Являясь ведущим новатором в разработке технологий для термально-массовых расходомеров и передовых практических методов, FCI продолжает разрабатывать решения, которые отвечают самым сложным требованиям наших заказчиков. Последней из этих разработок является сенсор для влажных газов (WG сенсор) для расходомеров серии ST100. Эта механическая конструкция отводит влагу, конденсат и капли воды от термодатчика, тем самым поддерживая точное измерение расхода газа, сводя к минимуму ошибки, возникающие из-за охлаждающего воздействия влаги на сенсор, которое может вызвать скачок или ложные высокие показания измерения расхода. WG сенсор может использоваться в применениях, в которых влага удерживается в газе (кольцевой туман) или для «защиты от дождя» в больших вертикальных газоходах.

Зачем это всё нужно?

WG сенсор для влажного газа предназначен для использования в тех случаях, когда в потоке газа присутствует высокий уровень влаги или конденсата, которые невозможно удалить другим способом.

Принцип измерения термально-массовых расходомеров основан на тепловом охлаждении активного сенсора, вызванной потоком газа. Любая влага или конденсат в потоке газа при контакте с нагретым датчиком может вызвать внезапное, кратковременное изменение теплопередачи, которое может привести к резким изменениям или скачкообразным колебаниям в показаниях, создавая неточные или нестабильные измерения расхода. Термально-массовые расходомеры, в которых используется метод постоянной разности температур (а это почти все расходомеры на рынке), особенно сильно реагируют на капли влаги, в то время как измерители, использующие метод постоянной мощности, из-за того, что их нагретый активный сенсор имеет температуру выше точки росы, значительно меньше подвержен этому воздействию.

Удаление влаги из газового потока (сепарация) всегда является предпочтительной и наилучшей методикой. Для этого чаще всего используют:
- Установка газовой осушки
- Установка осушительного барабана или осушительного (вытяжного) бака перед местом установки расходомера. *
- Изоляция или обертывание трубы для предотвращения конденсации на стенках

5.png

Однако, если ни один из этих методов удаления влаги неосуществим, то следует рассмотреть одно из двух решений:
1) Используйте стандартный термально-массовый расходомер с использованием технологии постоянной мощности и оптимизируйте саму установку, чтобы свести к минимуму или предотвратить контакт конденсата с датчиком. Установите расходомер так, чтобы угол наклона в трубе был согласно рисунку 1 для того, чтобы сила тяжести отводила влагу от датчика.
* При использовании вытяжного бака установка расходомера согласно рисунку 1 также является рекомендуемой наилучшей практикой.


6.png

Рисунок 1 – Установка расходомера под углом 1350 или 2250

7.png

Рисунок 2 – Боковая установка расходомера под углом 900 или 2700

2) Установите специальный термально массовый расходомер для «влажного газа». Есть два типа таких приборов.
а) Одним из предпочтительных решений является уникальный сенсор FCI для «влажного газа», который механически отводит конденсат и никогда не позволяет ему достичь сенсоров. Поскольку это механическое решение, все сертификаты безопасности остаются в силе, потребление энергии для питания прибора не увеличивается, а также это конструктивное решение не влияет на срок службы датчиков. Кроме того, нет изменения номинального значения температуры датчика, и сенсор безопасен для прикосновения. Рекомендуемая установка - боковой монтаж в положении 90 ° или 270 ° в соответствии с рисунком 2.
б) Другое решение расходомер с постоянной с ΔT (принцип постоянной разницы температуры), который очень сильно нагревается до 300 ° C [572 ° F], чтобы «испарить» любую влагу. Однако введение такого сильного источника тепла в поток может создать «небезопасную» ситуацию, потреблять гораздо больше энергии для работы и может привести к сокращению жизненного цикла работы расходомера, ускоренному старению, подверженности дрейфу и преждевременному выходу из строя датчиков.


Часто задаваемые вопросы:
Q1) Когда выбран сенсор "WG", как FCI учитывает влажность газа при калибровке расходомера?
A1) Назначение и конструкция сенсора WG (для влажного газа) состоит в сепарации влаги для её непопадания на сенсорную часть датчика. Получается, что через сам сенсор проходит только сухой подготовленный газ. Поэтому расходомер будет откалиброван по «сухому» составу газа.

Q2) Пригоден ли сенсор «WG» для более высоких температур, как и другие термально-массовые расходомеры FCI?
A2) Нет, он применим только для температур до 1770 С.

Q3) Если газ также загрязнен, лучше выбрать "WG" или "S" (усиленный) сенсор?
A3) Оба сенсора будут работать. Решение о выборе должно быть основано на возможности и удобстве обслуживания. Сенсор «S» полностью открыт, и в большинстве случаев его проще и быстрее очистить от отложений и грязи. Сенсор «WG» имеет большую площадь поверхности и сливные отверстия, что может потребовать более частой или тщательной очистки. Количество грязи / частиц в потоке газа будет варьироваться в зависимости от задачи.

Для подобной задачи FCI рекомендует использовать специальное присоединение к процессу с возможностью извлечения без остановки процесса для удобства обслуживания в любой момент времени.