Escollir un mesurador de cabal criogènic implica més que comprovar si un instrument té una temperatura suficientment baixa. El mesurador ha de mesurar la variable requerida, romandre compatible amb el fluid, controlar la pèrdua de pressió, sobreviure a cicles tèrmics repetits i produir un resultat útil mentre el líquid es manté a prop de la seva condició de saturació.
Als efectes d'aquesta guia, servei criogènic es refereix a aplicacions a aproximadament -150 graus i per sota. Aquest és un límit editorial pràctic més que una definició universal; El NIST assenyala que el terme s'ha utilitzat generalment per a temperatures inferiors a aproximadament -150 graus, encara que les definicions varien segons el context tècnic.Visió general de la criogènia del NISTproporciona fons addicionals.
Els fluids comuns inclouen gas natural liquat, nitrogen líquid, oxigen líquid, argó líquid, hidrogen líquid i diòxid de carboni líquid. Cap tecnologia única és la resposta correcta per a cadascun d'aquests serveis. Un procés de selecció útil comença amb el fluid, la condició de la fase, l'objectiu de mesura, la pèrdua de pressió permesa, la mida de la canonada, les restriccions d'instal·lació, els requisits de seguretat i l'estratègia de calibratge.
Per obtenir un punt de partida més ampli abans de comparar tecnologies de baixa-temperatura, reviseu aquesta guiacom triar un mesurador de cabal adequat.
Resum de selecció ràpida
| Tecnologia | Condicions d'inici sòlides | Raó principal per triar-lo | Risc de selecció principal |
|---|---|---|---|
| Coriolis | Flux de massa directe, sortida de densitat, cabal baix o variable, transferència controlada | Mesura directament el flux de massa | Cost, pèrdua de pressió, tensió d'instal·lació i comportament en dues-fàsiques |
| Turbina criogènica | Líquid criogènic net, monofàsic-i amb flux estable | Mesura volumètrica repetible i sortida de pols | Coixinets, contaminació, transferència de calibratge i intermitent |
| Fixeu-l'ultrasons | Tub gran, reacondicionament, instal·lació sense-tall, pèrdua de pressió mínima | No hi ha penetració en el procés ni pèrdua de pressió corporal-afegida | Trajecte acústic, aïllament, dades de canonades i flux-bifàsic |
| Vortex | Velocitat adequada, nombre de Reynolds estable, tub recte suficient | Mesura pràctica del procés sense coixinets del rotor | Requisits de flux reduït, vibració,-recte i canvi de fase |
| Pressió diferencial | Aplicacions de processos dissenyades amb pràctiques de DP establertes | Elements primaris coneguts i opcions de transmissor remot | Pèrdua de pressió, compensació de densitat i detalls de la instal·lació tèrmica |
Aquests són els punts de partida-tecnològics. L'adequació final s'ha de comprovar amb el model exacte, la configuració ordenada, la classe de pressió, el material, la certificació, el rang de cabal, el calibratge i la instal·lació.
Per què la mesura del flux criogènic és diferent
Sovint, l'estabilitat de fase és més important que la precisió del fullet
Els líquids criogènics es manipulen habitualment a prop de la seva pressió de saturació. La calor que entra per la canonada, el cos del comptador, les vàlvules, els suports o l'aïllament pot vaporitzar part del líquid. Una caiguda de pressió a través d'una vàlvula, restricció o mesurador de cabal també pot empènyer la pressió local per sota de la condició de saturació i provocar un parpelleig.
La majoria de les especificacions de flux-líquids assumeixen un fluid-monofàsic estable. Un cop apareix el vapor, cada tecnologia respon de manera diferent:
- Un mesurador de Coriolis pot mostrar una densitat canviant, un zero inestable o una mesura degradada durant un arrastre greu de gas.
- Un rotor de turbina pot respondre de manera diferent a mesura que canvien la densitat del líquid, el moment i la lubricació.
- Una pinça-al mesurador d'ultrasons pot perdre la transmissió acústica o indicar una velocitat del so inestable.
- Un mesurador de vòrtex pot perdre un senyal de vòrtex estable.
- Un càlcul de DP pot arribar a ser poc fiable perquè la densitat suposada ja no representa la mescla.
Un mesurador amb una excel·lent especificació de laboratori encara pot funcionar malament si el punt de mesura no roman ple de líquid-i tèrmicament estable.
La contracció tèrmica afecta la instal·lació completa
Els cossos del mesurador, els tubs de mesura, els coixinets, els segells, les brides, l'aïllament i les canonades connectades no necessàriament es contrauen a la mateixa velocitat durant el refredament. El disseny mecànic ha de romandre segellat i alineat correctament després que la línia passi de la temperatura ambient a l'operació criogènica.
Els detalls d'instal·lació que semblen menors a temperatura ambient poden ser importants a baixa temperatura:
- L'estrès de la canonada pot afectar l'estabilitat zero d'un sensor Coriolis.
- Un pont tèrmic pot escalfar el fluid i crear una butxaca de vapor.
- Els límits d'aïllament incorrectes poden exposar un transmissor a un fred excessiu.
- Una interrupció de la-jaqueta al buit pot augmentar l'entrada de calor.
- Els cicles tèrmics repetits poden canviar les càrregues de la brida, l'alineació del sensor o l'estat del cable.
Els diferents fluids creen diferents requisits de seguretat
El GNL i l'hidrogen líquid presenten problemes d'inflamabilitat, -zones perilloses i fuites. El nitrogen líquid i l'argó líquid poden desplaçar l'oxigen en espais tancats. L'oxigen líquid requereix un control especialment estricte dels materials, mecanismes d'encesa i contaminació combustible.
de la NASAespecificació de neteja del-sistema d'oxigenestableix els requisits de neteja per a l'oxigen, el combustible i els components pneumàtics, mentre que la guia del sistema d'oxigen-de la NASA tracta la selecció de materials, la neteja, el disseny, el funcionament, l'emmagatzematge i el transport com a problemes de seguretat connectats. Una classificació general de baixa-temperatura per si sola no demostra que un mesurador sigui adequat per al servei LOX.
Comparació de cinc tecnologies de mesuradors de cabal criogènic
1. Mesuradors de cabal Coriolis
Un mesurador de Coriolis utilitza tubs de mesura vibrants. Quan el fluid flueix pels tubs, les forces de Coriolis creen un canvi de fase que és proporcional al flux de massa. Molts dissenys també determinen la densitat a partir de la freqüència natural del tub i proporcionen una sortida de temperatura del procés-.
Aquesta mesura directa de la massa és valuosa quan la densitat canvia amb les condicions de funcionament o quan el lot, l'inventari o la transferència comercial es basen en la massa. El principi subjacent s'explica amb més detall en aquesta visió general delprincipi de funcionament d'un mesurador de cabal massiu.
Punts forts principals:
- Mesura directa del flux-massa
- Sortides de densitat i temperatura en molts models
- Ampli rang de cabal útil en configuracions adequades
- No hi ha rotor ni coixinet a la trajectòria del flux
- Dependència limitada d'un perfil de velocitat aigües amunt totalment desenvolupat
- Idoneïtat potencial per a la transferència controlada quan el sistema exacte té el calibratge i les aprovacions requerides
Principals limitacions:
- El cost de compra pot augmentar ràpidament amb la mida de la línia i la construcció especial de baixa{0}}temperatura.
- Els tubs de mesura generen pèrdua de pressió.
- L'estrès de la canonada i la vibració externa poden afectar l'estabilitat zero.
- L'arrossegament greu de gas o el flux incontrolat de dues-fàsiques encara poden degradar el rendiment.
- La precisió de la densitat i la precisió estàndard del líquid poden canviar en configuracions criogèniques.
Les dades actuals del producte ELITE d'Emerson indiquen que les configuracions de Coriolis seleccionades admeten aplicacions criogèniques. També ofereix una condició de precisió del flux de massa líquida-per a temperatures de procés inferiors a -100 graus, cosa que il·lustra per què l'especificació ambiental estàndard no s'ha d'aplicar automàticament a una configuració criogènica.La fitxa actual del producte ELITE Corioliss'ha de comprovar el model i el rang de temperatura exactes.
Coriolis sol ser una tecnologia potent per avaluar la mesura directa de la massa, el lot criogènic, la dispensació, el control de baix-flux i la transferència d'alt-valor. No s'ha de seleccionar només de la paraula "Coriolis"; el projecte encara necessita una revisió específica del model-de la caiguda de pressió, el rang de cabal, la densitat, la tensió de la instal·lació, el calibratge i els requisits reglamentaris.
2. Caudalímetres de turbina criogènica
Un comptador de turbina col·loca un rotor al corrent de flux. La velocitat del rotor està relacionada amb la velocitat del fluid, i una captació magnètica o electrònica produeix polsos que corresponen al flux volumètric.
El servei criogènic requereix espais lliures, coixinets, materials d'eix i rotor especialment dissenyats. No s'ha de suposar que un mesurador de turbina de temperatura ambiental estàndard-és precís o mecànicament fiable després del refredament.
Punts forts principals:
- Principi de mesura volumètric madur
- Alta repetibilitat en líquid net, estable i monofàsic
- Sortida d'impuls simple per a lliurament i totalització
- Àmplia gamma de mides de línia i opcions de connexió
- Ús establert en la distribució de gas-industrial
Principals limitacions:
- El rotor i els coixinets estan exposats al procés.
- La contaminació pot canviar l'arrossegament o danyar els components en moviment.
- El fluid ha de romandre líquid i proporcionar la resposta esperada del rotor.
- El factor K-pode dependre de l'interval de flux, la viscositat, la densitat i les condicions de calibratge.
- Es poden requerir coladors, canonada recta, condicionament de flux o contrapressió.
- La inspecció periòdica i la recalibració formen part de la planificació del cicle de vida.
La gamma de productes oficial de Turbines Inc. enumera els mesuradors criogènics TMC actuals d'1/2 polzada a 12 polzades i d'1 a 12.000 gpm, amb precisió, pressió i opcions de connexió específiques en funció de la configuració sol·licitada. Aquests són valors de la família de productes-, no una capacitat universal de tots els comptadors de turbina.La gamma criogènica actual de TMCproporciona un exemple d'un producte de turbina-construït per a baixa-temperatura.
La del llocrang del mesurador de cabal de turbinaes pot utilitzar per revisar les configuracions generals de la turbina, però el conjunt complet s'ha d'aprovar explícitament per al líquid criogènic objectiu i la temperatura.
3. Pinça-els mesuradors de cabal ultrasònic
Un mesurador d'ultrasons-de temps de trànsit envia polsos sonors aigües amunt i aigües avall a través de la canonada i el fluid. La diferència de temps de viatge s'utilitza per calcular la velocitat mitjana del flux.
En una pinça-a la instal·lació, els transductors romanen fora del límit de pressió. Això evita una nova penetració en el procés i no col·loca cap obstrucció a l'interior de la canonada. La del llocrang de mesurador de cabal ultrasònicofereix antecedents sobre aquesta família tecnològica més àmplia.
Punts forts principals:
- Sense sensor humit
- No hi ha cap camí de fuites nou a través del cos del mesurador
- No hi ha cap obstrucció addicional ni pèrdua de pressió corporal del mesurador-
- Sense peces mòbils
- Útil per a línies de gran-diàmetre
- Atractiu per a la modificació i la verificació temporal
- La instal·lació pot ser possible sense tallar la canonada
Principals limitacions:
- El resultat principal és generalment el flux volumètric; El flux de massa requereix informació de densitat.
- El material de la canonada, el gruix de la paret, el revestiment i l'aïllament afecten el camí acústic.
- La construcció-al buit o molt aïllada pot requerir una interfície de sensor especialment dissenyada.
- El flux de dues-fàsiques o les bosses de gas poden desestabilitzar el senyal.
- El rendiment del camp depèn de les dades precises de la canonada i el fluid.
- La capacitat de temperatura depèn del transductor complet i del sistema de muntatge.
La informació actual de Flexim d'Emerson descriu sistemes de muntatge per ultrasons no-intrusius per a temperatures extremes fins a aproximadament -200 graus. Aquesta capacitat pertany al maquinari i als arranjaments d'instal·lació especificats, no a tots els sensors de pinça estàndard-.La pàgina oficial de tecnologia Flexims'ha d'utilitzar per confirmar el transductor i la configuració de muntatge rellevants.
Per obtenir contingut relacionat del lloc, consulteu elpinça-al mesurador de cabal ultrasònicpàgina i l'explicació d'amesurador de cabal no-intrusiu.
Val la pena avaluar la pinça-a la mesura ultrasònica per a canonades de GNL grans, projectes de modernització, enquestes temporals i llocs on evitar una nova restricció en línia redueix el risc de parpelleig.
4. Mesuradors de cabal vòrtex criogènics
Un mesurador de vòrtex col·loca un cos de cingle al corrent de flux. Els vòrtexs alterns es formen aigües avall i la freqüència-de vessament del vòrtex està relacionada amb la velocitat del flux.
La del llocrang del mesurador de cabal de vòrtexi article sobre elprincipi de funcionament d'un mesurador de cabal de vòrtexproporcionar antecedents addicionals.
Punts forts principals:
- Sense coixinets de rotor
- Aplicable a líquids, gasos i vapors dins del rang de funcionament configurat
- Útil per mesurar processos generals
- Disponible en múltiples mides de línia i classes de pressió
- Alguns dissenys actuals inclouen diagnòstic i funcions multivariables
Principals limitacions:
- Es requereix una velocitat i un nombre de Reynolds adequats.
- És possible que un flux molt baix no generi un senyal de vòrtex estable.
- Les pertorbacions aigües amunt, la vibració i la pulsació poden afectar el mesurament.
- El cos del farol crea pèrdua de pressió.
- Parpellejar o canviar les condicions de líquid-a-vapor poden interrompre el senyal.
La sèrie digitalYEWFLO heretada es va suspendre, però Yokogawa identifica la sèrie VY actual com a successora. La documentació actual de VY inclou un tipus criogènic dins de la línia de productes, de manera que un article actual no hauria de suposar que Yokogawa ja no ofereixi una opció de vòrtex de baixa-temperatura.Pàgina actual del mesurador de cabal de vòrtex de Yokogawas'ha d'utilitzar per verificar les mides disponibles, les configuracions de temperatura i les aprovacions.
El vòrtex és generalment un candidat a la mesura del procés-quan la velocitat del flux es manté per sobre del límit inferior del mesurador, hi ha prou canonada recta disponible i el procés pot tolerar la pèrdua de pressió.
5. Mesuradors de cabal-de pressió diferencial
Un sistema de pressió-diferencial utilitza un element primari com un orifici, un broquet, un Venturi o un element de condicionament compacte per crear una diferència de pressió mesurable. Un transmissor converteix aquesta pressió diferencial en flux mitjançant la relació configurada entre la densitat i l'element-primari.
Punts forts principals:
- Mètode de mesura madur i àmpliament comprès
- Àmplia selecció d'elements primaris
- Aplicable a moltes mides de canonada
- El muntatge remot pot protegir el transmissor del procés en fred
- És possible que les plantes existents ja tinguin estàndards d'enginyeria i manteniment de DP
- Els transmissors multivariables poden suportar la compensació de pressió i temperatura
Principals limitacions:
- La pèrdua de pressió permanent depèn de l'element primari.
- La compensació de densitat ha de coincidir amb les condicions de funcionament reals.
- L'aïllament tèrmic i el posicionament del transmissor requereixen un disseny acurat.
- La baixa depèn en gran mesura de l'element primari seleccionat i de la configuració del transmissor.
- El tub d'impuls o el muntatge remot poden afegir complexitat a la instal·lació.
- La caiguda de pressió addicional pot augmentar el risc de parpelleig.
Emerson ha publicat guies de prova i instal·lació per a un mesurador de DP compacte utilitzat amb nitrogen líquid i aplicat al servei de GNL i argó líquid. La guia posa èmfasi en la posició del transmissor, un coll no aïllat i la separació tèrmica del procés criogènic.La nota tècnica oficial del DP criogènicdemostra per què la instal·lació completa, no només l'element primari, determina la idoneïtat.
Un producte del lloc relacionat és aquesttransmissor de pressió-diferencial. El seu ús en servei criogènic s'ha de confirmar amb el muntatge exacte, els materials, el sistema d'ompliment i els límits de temperatura.
Com seleccionar un mesurador de cabal criogènic
1. Definiu el fluid i la composició exactes
No especifiqueu només "líquid criogènic". Anoteu si el fluid és GNL, LN₂, LOX, LAr, LH₂, CO₂ líquid o una barreja. La composició afecta la densitat, el comportament de saturació, els materials, la classificació de l'àrea, el risc de fuites i els requisits de neteja.
La composició mixta de GNL, la contaminació, els gasos dissolts o el traspàs d'un altre procés també poden afectar la compensació de densitat i el comportament de la fase.
2. Confirmeu la temperatura-embolcall de pressió i la condició de fase
Enregistreu la temperatura i la pressió mínimes, normals i màximes a la ubicació del comptador, no només al recipient d'emmagatzematge.
Ressenya:
- Pressió de saturació a la temperatura de funcionament
- Caiguda de pressió a través de vàlvules i accessoris aigües amunt
- Cap estàtic
- Aportació de calor a la bomba i risc de cavitació
- Pèrdua de pressió del comptador
- Aïllament i ponts tèrmics
- Disseny de-retorn de vapor
- Ebullició esperada-
- Si el flux de dues-fases és normal, temporal o inacceptable
Els signes d'advertència d'inestabilitat de fase inclouen un canvi ràpid de densitat, sortida de flux sorollós, totals inconsistents, soroll de la bomba, augment de temperatura a prop del comptador o lectures que canvien bruscament quan canvia la posició d'una vàlvula de control.
3. Decidiu si el projecte necessita massa o volum
Coriolis mesura directament el flux de massa. Els sistemes de turbina, ultrasons, vòrtex i DP solen començar amb velocitat, volum o pressió diferencial i requereixen informació de densitat quan es necessita un flux de massa.
La mesura volumètrica pot ser suficient quan l'estat del procés és estable i el requisit comercial o de control es basa en volum-. El flux de massa directe és més atractiu quan la densitat canvia materialment o quan la transacció es defineix per massa.
No compareu directament una-exactitud de flux massiu amb una precisió de flux- volumètric tret que s'inclogui la incertesa de la densitat.
4. Definir Exactitud, Repetibilitat i Requisits Legals
Indica el propòsit de la mesura:
- Indicació local
- Control de processos
- Fer lots
- Inventari
- Detecció de fuites
- Totalització de lliurament
- Trasllat de custòdia
A continuació, examineu com s'expressa l'especificació:
- Percentatge de lectura o taxa
- Percentatge d'envergadura o escala completa
- Estabilitat zero
- Repetibilitat
- Linealitat
- Precisió de la densitat
- Incertesa de calibratge
- Total incertesa del sistema
S'ha de confirmar l'idoneïtat de la transferència de custòdia-per a tot el sistema, inclosos el sensor, el transmissor, l'ordinador de flux, el calibratge, les aprovacions, el rang de funcionament i la instal·lació.
5. Reviseu la mida de la canonada, el rang de cabal i la pèrdua de pressió
Proporcioneu el cabal mínim, normal i màxim. Un mesurador seleccionat només al voltant de la capacitat màxima pot no produir un resultat estable durant el funcionament de baixa-demanda.
La mida de la canonada canvia la comparació pràctica:
- Coriolis sovint és atractiu en mides petites i mitjanes, però les configuracions especials de línies grans-poden arribar a ser cares o no disponibles.
- La pinça-a l'ultrasons evita un cos de mesurador en línia gran i una obstrucció addicional, cosa que pot millorar la seva economia en algunes canonades grans.
- La turbina i el vòrtex requereixen una velocitat de líquid suficient.
- DP s'ha de dimensionar de manera que la pressió diferencial disponible no creï pèrdues permanents inacceptables.
Per a tecnologies sensibles al perfil de flux, consulteu la discussió del lloctrams rectes-aigües amunt i aigües avall.
6. Avalueu les restriccions d'instal·lació i tancament
Per a una línia existent aïllada o amb-camisa al buit, un mesurador en línia pot requerir aïllament, purga, tall, soldadura, proves de pressió, reaïllament i reactivació.
Una pinça-al sistema d'ultrasons pot evitar l'obertura del límit de pressió, però la canonada encara ha de proporcionar una ubicació aprovada del transductor i un camí acústic. Pot ser que la canonada-revestida al buit requereixi una secció de mesura-dissenyada específicament en lloc de muntar sensors sobre la carcassa externa.
Per als nous projectes, les tecnologies en línia es poden dissenyar en el disseny de la canonada abans de la fabricació.
7. Confirmar Materials, Neteja i Classificació de la Zona
Verificar:
- La pressió exacta-que conté el grau del material
- Tenacitat a baixa-temperatura
- Materials de-tub, coixinet, rotor i eix de mesura
- Materials de segellat i juntes
- Connexió al procés i classe de pressió
- Neteja i documentació d'oxigen LOX
- Aprovació de-zones perilloses per a GNL o LH₂
- Connexió i connexió a terra
- Classe de temperatura elèctrica
- Requisits de proves-de fuites i heli si escau
"Acer inoxidable" no és una especificació completa del material. El grau, la soldadura, la neteja, els segells, la construcció i la documentació són importants.
8. Establir l'estratègia de calibratge i verificació
Definiu les expectatives de calibratge abans d'emetre l'ordre de compra. Les opcions poden incloure:
- Calibració de fàbrica en condicions ambientals
- Transferència d'enginyeria des de la calibració d'aigua
- Calibració de-nitrogen líquid
- Calibració-de fluids real
- Comparació-in situ amb un mesurador de referència
- Ús d'un provador
- Verificació periòdica o inspecció-de metrologia legal
Històricament, el NIST va operar una instal·lació de mesura de flux criogènic de-nitrogen líquid des de principis dels anys setanta fins al 2015. Més tard es va traslladar a CEESI, on l'operació cooperativa va continuar fins al 2019. Aquesta història demostra la importància de provar comptadors en condicions representatives de baixa{-temperatura, però el NIST no hauria de descriure actualment com una instal·lació de calibratge operativa.Pàgina històrica de calibració del flux criogènic del NISTproporciona les dates de funcionament i les condicions de prova.
El lloc també ofereix pàgines sobrecalibratge del cabalímetrei la diferència entrecalibratge, verificació i validació.
Un certificat de calibratge útil ha d'identificar el fluid, la temperatura, la pressió, els punts de flux, la incertesa, la traçabilitat, l'orientació, la configuració del comptador, els factors de correcció i la base per a qualsevol extrapolació de baixa-temperatura.
Factors del cost de la tecnologia i del cicle de vida
S'han de demanar preus exactes per a la mida real, materials, classe de pressió, calibratge i homologacions. La taula següent compara els factors de cost en lloc d'inventar intervals de preus universals.
| Tecnologia | Principals motors de costos-de compra | Instal·lació principal-Conductors de costos | Principals factors de cost del cicle de vida{0} |
|---|---|---|---|
| Coriolis | Mida de la línia, material del tub, nivell de pressió, configuració ultra-criogènica, transmissor i aprovacions | Bobina en línia, suports, control de tensió, aïllament i parada | Verificació, controls a zero, calibratge i servei especialitzat |
| Turbina | Mida de la línia, coixinets, materials del rotor, connexions, compatibilitat de prova i certificació | Colador, canonada recta, condicionament, control de retropressió-i instal·lació en línia | Inspecció de coixinets i rotors, control de contaminació i recalibració |
| Fixeu-l'ultrasons | Canals, transductors, maquinari de muntatge de-temperatura extrema i transmissor | Accés, modificació d'aïllament, secció de muntatge i posada en marxa | Inspecció de sensors, diagnòstic, comprovacions d'acoblament o muntatge i restauració de l'aïllament |
| Vortex | Mida de la línia, classe de pressió, coll criogènic, transmissor, diagnòstics i homologacions | Bobina en línia, tub recte, control de vibracions i aïllament | Verificació periòdica, inspecció-del cos i revisió-de l'estat del procés |
| Pressió diferencial | Element primari, transmissor, col·lector, compensació de pressió i temperatura | Orientació, muntatge remot, tub d'impuls, límit d'aïllament i tub recte | Verificació del transmissor, entrades de densitat, inspecció de tubs i comprovacions d'-elements primaris |
Engegada, refredament i verificació de camp
No s'ha d'acceptar un mesurador criogènic només perquè la pantalla s'activa. Les lectures registrades durant el refredament inicial poden reflectir el canvi de temperatura,
desplaçament de vapor, ompliment incomplet de líquid o moviment mecànic.
Abans d'acceptar la mesura:
- Confirmeu que el mesurador i la canonada connectada hagin arribat a una temperatura de funcionament estable.
- Verifiqueu que la línia estigui plenament líquida-allà on la tecnologia requereixi líquid-monofàsic.
- Comproveu la pressió aigües amunt i aigües avall per obtenir un marge de saturació adequat.
- Reviseu els valors de densitat, diagnòstic i qualitat del senyal-per a canvis bruscos.
- Comproveu la lectura zero en una condició de no-flux confirmada quan el procediment ho permeti.
- Compareu les lectures en diversos punts de flux estables.
- Confirmeu que el resultat és repetible després d'almenys un cicle tèrmic quan els procediments del projecte ho requereixin.
- Inspeccioneu els límits d'aïllament, la temperatura del transmissor i l'evidència de patrons de gelades que poden indicar un pont tèrmic.
- Compareu el resultat amb un mesurador de referència, un provador, un canvi d'inventari de tancs o una altra mesura de procés defensable.
- Registra la configuració final, els factors de correcció i les condicions de posada en marxa.
Un gran canvi de sortida durant el refredament no significa automàticament que el mesurador estigui defectuós. Pot indicar eliminació de vapor, canvi de densitat, estrès d'instal·lació, compensació de temperatura o un camí acústic inestable.
Millor tecnologia inicial per aplicació
| Aplicació | Fort candidat inicial | Alternativa a la revisió | Condició clau desqualificant |
|---|---|---|---|
| Distribució de vehicles de GNL | Coriolis | Sistema de turbina certificat | Fracció de vapor no controlada o falta d'aprovació de transferència |
| Distribució d'hidrogen líquid | Coriolis ultra-creogènic-construït per a finalitats | Sistema dissenyat-aplicatiu específic | Model estàndard de baixa-temperatura sense confirmació de LH₂ |
| LN₂, LOX o LAr lliurament a granel | Turbina criogènica o Coriolis | DP en aplicacions de procés adequades | Aprovació del servei-contaminació, parpelleig o falta d'oxigen |
| Gran canonada de transferència de GNL | Fixeu-vos-a l'ultrasons per a un control no-intrusiu | Tecnologia en línia si els requisits-de transferència de custòdia ho exigeixen | Construcció de canonades inadequades, canvi de densitat o flux bifàsic{0} |
| Monitorització de la utilitat criogènica | Vortex o DP | Ultrasons | Baixa velocitat, canonada recta inadequada o pèrdua de pressió excessiva |
| Línia existent que no es pot obrir | Fixeu-l'ultrasons | Secció de mesura externa dissenyada per a finalitat- | La jaqueta de buit o l'aïllament impedeix un camí acústic vàlid |
| Lots criogènics{0}}de baix flux | Coriolis | Turbina-construïda per a baix-caudal | Flux per sota del rang estable o arrastre greu de gas |
| Procés amb fracció de vapor incerta | Estudi d'aplicació abans de la selecció del comptador | Canvis de la-fase | S'està intentant aplicar una-especificació de precisió d'una sola fase |
Per què els mesuradors de desplaçament-magnètics i positius no es troben als cinc principals
Els mesuradors de cabal magnètic requereixen un líquid elèctricament conductor. Emerson afirma que els mesuradors magnètics convencionals requereixen generalment un líquid de procés conductor, mentre que molts gasos liquats comuns no proporcionen la conductivitat necessària per a aquest principi. Un mesurador magnètic encara pot ser rellevant per a un líquid criogènic conductor diferent, però no és una opció universal per a GNL, LN₂, LOX, LAr o LH₂.Visió general del mesurador de cabal magnètic d'Emersonexplica el requisit de conductivitat.
Els mesuradors de desplaçament-positius poden mesurar alguns fluids de baixa-temperatura, però els espais lliures en moviment, la lubricació, la contracció tèrmica i la pèrdua de pressió requereixen una enginyeria específica del producte-. No estan exclosos de tots els projectes; s'ometen dels cinc principals perquè la seva idoneïtat depèn més d'un disseny criogènic dedicat i d'una revisió de l'aplicació més estreta.
Especificacions que no s'han de comparar directament
Precisió de massa vs precisió volumètrica
Una especificació de flux de massa-no es pot classificar directament amb una especificació de flux-de volum tret que s'inclogui la densitat i la incertesa de la compensació de la densitat-.
Repetibilitat vs Precisió
Un mesurador pot produir repetidament el mateix resultat esbiaixat. Una bona repetibilitat és valuosa per al control del procés, però no demostra una precisió traçable.
Calibració ambiental vs calibració criogènica
Un calibratge d'aigua a temperatura ambient pot ser acceptable per a algunes aplicacions de procés, però no demostra automàticament un comportament idèntic amb nitrogen líquid, GNL o hidrogen líquid.
Precisió de l'instrument vs incertesa del sistema
El resultat final pot incloure incertesa de:
- El sensor de flux
- Mesura de temperatura i pressió
- Càlcul de la densitat
- Perfil de flux
- Instal·lació
- Flux-bifàsic
- Tractament del senyal
- Ordinador de flux
- Referència de calibració
Model estàndard vs configuració criogènica ordenada
El millor valor publicat només es pot aplicar a mides, intervals de flux, orientacions, electrònica o calibratges seleccionats. Utilitzeu l'especificació per al codi exacte del model demanat.
Informació a preparar abans de sol·licitar un pressupost
Informació del procés
- Fluid i composició exactes
- Temperatura mínima, normal i màxima
- Pressió mínima, normal i màxima
- Risc de saturació i parpelleig
- Fracció de gas o vapor esperada
- Caudal mínim, normal i màxim
- Funcionament continu, intermitent o bidireccional
Informació sobre canonades i instal·lacions
- Mida i programació de la canonada
- Construcció de canonades i aïllants
- Detalls de la-jaqueta de buit
- Connexió al procés i classe de pressió
- Orientació a la instal·lació
- Tub recta disponible
- Pèrdua de pressió permesa
- Disponibilitat d'aturada i soldadura
- Condicions ambientals
Requisits de mesura i sortida
- Sortida de massa o volum
- Precisió i repetibilitat requerides
- Requisit de-flux baix
- Propòsit de transferència de lots, control, inventari o custòdia-
- Sortides analògiques, de pols i de comunicació
- Sortides de densitat i temperatura
- Diagnòstics necessaris
Requisits de seguretat i compliment
- Neteja amb oxigen-LOX
- Classificació d'-zones perilloses
- Aprovacions regionals necessàries
- Documentació material
- Requisit{0}}de proves de fuites
- Requisits de connexió a terra i unió
Requisits de calibratge i cicle de vida
- Fluid de calibratge
- Requisit de traçabilitat
- Incertesa requerida
- Mètode de prova o de verificació-in situ
- Interval de manteniment
- Expectatives-de peces de recanvi
- Suport tècnic i necessitats de posada en marxa
PMF
P: Quin és el millor mesurador de cabal per a líquids criogènics?
R: No hi ha la millor tecnologia universal. Coriolis és sovint un bon candidat per a la mesura directa de la massa, la turbina per a la transferència volumètrica de líquid-neta, l'ultrasons per a canonades grans o inaccessibles, vòrtex per a condicions de procés adequades i DP per a instal·lacions d'enginyeria establertes.
P: Es pot utilitzar un mesurador de cabal estàndard a temperatura criogènica?
R: Només quan el fabricant aprova explícitament el model i la configuració complets del fluid objectiu, la temperatura mínima, la pressió, els materials i la instal·lació. Un model d'ambient estàndard pot tenir segells, coixinets, jocs, electrònica o supòsits de calibratge inadequats.
P: Cada mesurador criogènic requereix un-calibratge real de fluids?
R: No. El mètode de calibratge necessari depèn del propòsit de mesura i de la incertesa acceptable. La supervisió general del procés pot fer servir una transferència d'enginyeria des d'un altre fluid de calibratge, mentre que la transferència d'alt-valor o regulada pot requerir calibratge de nitrogen líquid-, proves de fluids-reals, proves o un altre mètode traçable.
P: Es pot mesurar una pinça-del mesurador d'ultrasons a través d'una canonada-de buit?
R: No automàticament. Els transductors necessiten un camí acústic vàlid a la canonada de procés. Una jaqueta de buit externa, un aïllament multicapa o una canonada interior inaccessible poden impedir una instal·lació estàndard. El projecte pot requerir una secció de mesura-dissenyada amb un propòsit.
P: Com sé quan una lectura de flux criogènic és estable després del refredament?
R: Confirmeu que la temperatura i la pressió del procés s'han estabilitzat, que la línia està plena de líquid-, que els valors de diagnòstic són estables, que s'ha comprovat el zero si escau i que les lectures repetides en condicions de flux estables coincideixen amb els criteris d'acceptació del projecte.
Recomanació final
No comenceu la selecció del mesurador de cabal criogènic amb una classificació de marca o un únic número de precisió.
Comença amb:
- El fluid i la composició exactes
- L'embolcall de pressió-temperatura
- El marge de saturació i la fracció de vapor esperada
- La mesura de massa o volum requerida
- La mida de la canonada i el rang de cabal
- La pèrdua de pressió admissible
- Les restriccions d'instal·lació i parada
- Els requisits de material, neteja i zones perilloses-
- L'estratègia de calibratge i verificació
Utilitzeu aquestes condicions per seleccionar una o dues tecnologies de mesura. El model final només s'ha de seleccionar després que el proveïdor confirmi la configuració exacta de baixa-temperatura, els materials demanats, la classe de pressió, el calibratge, les aprovacions, els requisits d'instal·lació i el rendiment esperat.
Prepareu les dades del projecte enumerades anteriorment ienviar una consulta de mesura de flux criogènicper a una revisió tècnica-específica del model.
Font i nota metodològica
Aquesta guia separa els principis generals de mesura dels exemples actuals dels fabricants. La disponibilitat del producte, els codis de model, les classificacions de temperatura, les certificacions i les especificacions de rendiment poden canviar. S'han de tornar a confirmar amb el fabricant durant la compra i de nou abans de les actualitzacions de publicació.
