Các lỗ thông hơi thường được sử dụng để đo lưu lượng chất lỏng, khí và hơi nước. Lỗ tạo ra áp suất chênh lệch (DP) trên tấm và nó được cảm biến bởi bộ truyền loại DP. Điều này Chênh lệch áp suất sau đó căn bậc hai để chuyển thành luồng tương đương.
Tạo rễ vuông có thể được thực hiện ở phía máy phát dòng loại DP hoặc ở phía hệ thống điều khiển. Đầu ra lưu lượng hợp lệ khi chúng tôi vận hành nhà máy ở các điều kiện vận hành được chỉ định theo tính toán định cỡ phần tử lưu lượng.
Trong công nghiệp, thực tế, các thông số này như nhiệt độ thiết kế và áp suất thiết kế không thể được duy trì trong suốt quá trình hoạt động. Khi áp suất / nhiệt độ thay đổi, mật độ sẽ bị ảnh hưởng do đó Khối lượng sẽ thay đổi và Máy phát DP không thể phát hiện sự thay đổi mật độ.
Các thể tích khí / hơi được đo bị ảnh hưởng nhiều bởi áp suất và nhiệt độ. Đây là khi chúng tôi yêu cầu bù áp suất, nhiệt độ trong điều kiện hoạt động thực tế sẽ được sử dụng.
Loại bù này có thể áp dụng khi chúng ta có các phần tử luồng loại DP như Orifice, venturi, ống Pitot, v.v., và Gas hoặc Steam như một ứng dụng dịch vụ. Bù áp suất và nhiệt độ (PT) chuyển đổi dòng khí thể tích ở các điều kiện cụ thể thành dòng thể tích tương đương ở điều kiện cơ bản.
Thông thường, phép đo mật độ không được sử dụng, một cách tiếp cận khác là đo Trọng lượng phân tử (trực tuyến / ngoại tuyến) và sau đó bù lại bằng trọng lượng phân tử thiết kế.
Phần bù của PT (P&T) là một sự thay đổi hoàn toàn của lỗ thông gió truyền thống. Điều này tạo ra một giá trị kết quả cho luồng chính xác hơn vì nó được bù đắp cho ảnh hưởng sai số của các biến khác ở các điều kiện hoạt động.
Các tính toán PT dựa trên nhiệt độ và áp suất tuyệt đối.
Bù nhiệt độ áp suất
Sự sắp xếp hoàn chỉnh sẽ trông như sau P&ID nhân vật.
Nói chung, máy phát áp suất được lắp đặt ở phía thượng lưu của phần tử dòng chảy và bộ truyền nhiệt độ được lắp đặt ở phía hạ lưu để nó không làm sai lệch cấu hình vận tốc trong phần tử dòng chảy.
Ngày nay, một máy phát Đa biến được sử dụng phổ biến để tránh sự sắp xếp như trên mà có phép đo DP, Áp suất và / Nhiệt độ cạnh tranh như một phần của chính máy phát. Có các tùy chọn có sẵn trong Máy phát đa biến như RTD / Cặp nhiệt điện riêng biệt để đo nhiệt độ.
Máy phát Vortex cũng có sẵn với áp suất và / nhiệt độ tích hợp đền bù có thể thích hợp để sử dụng trong ứng dụng Hơi / Khí.
Nhiều ví dụ khác nhau được mô phỏng trong phần mềm định cỡ Conval để có độ rõ nét hơn. Sự thay đổi áp suất và nhiệt độ được mô phỏng và các đầu ra bù được so sánh. Điều này là để biết cách đền bù PT thực sự quan trọng !!
Tính toán ví dụ
Hãy lấy một ví dụ về H2 Khí tại Orifice được hiệu chuẩn / thiết kế cho DP là 100 mBar, Áp suất đầu vào 35 Bara, Nhiệt độ đầu vào 300 K, Lưu lượng là 30.000 m3/ hr, ở đâu tỷ lệ lỗ Beta được tìm thấy từ đầu ra của Conval Software là 0,52034.
Bây giờ, chúng tôi tính toán ngược lại, giữ cố định lỗ khoan và thay đổi áp suất đầu vào từ 35 Bara thành 30 Bara. Sản lượng dòng chảy được tính toán là 27.790 m3/ giờ Giả sử rằng phép đo mật độ không khả dụng.
Kết quả lưu lượng bù do thay đổi áp suất có thể được suy ra bằng phương trình sau
Lưu lượng được bù = = 30.000 * SQRT (30/35) = ~ 27.774 m 3 / giờ
Do đó, đối với ví dụ này 5 Bara giảm áp suất w.r.t. theo điều kiện thiết kế, dẫn đến lưu lượng ít hơn 7,3% (khi bạn có bù áp tại chỗ.)
Bây giờ chúng ta hãy xem điều gì sẽ xảy ra khi nhiệt độ thay đổi từ 300 K đến 325 K giữ các thông số khác giống như thiết kế. Sản lượng dòng chảy được tính là 28843 m3/ giờ
Kết quả lưu lượng bù do thay đổi nhiệt độ có thể được suy ra bằng phương trình sau
Lưu lượng được bù = 30.000 * SQRT (300/325) = ~ 28.823 m3 / giờ
Do đó, đối với ví dụ này, nhiệt độ tăng 25 K dẫn đến dòng chảy ít hơn 3,8%.
Trong ví dụ này, Nếu chúng ta lấy sự thay đổi nhiệt độ và áp suất cùng với điều kiện thiết kế, thì lưu lượng đầu ra là 26,719 m3/ giờ
Kết quả lưu lượng bù do thay đổi áp suất và nhiệt độ có thể được suy ra theo phương trình sau
Lưu lượng được bù = 30.000 * SQRT ((30 * 300 / (35 * 325)) = ~ 26.684 m3 / giờ
Vì phần mềm Conval tính toán các thuộc tính chính xác của H2 khí dựa trên các điều kiện hoạt động do đó có sự khác biệt về lưu lượng đầu ra được tính bằng Conval và phương trình. Tuy nhiên, phương trình được đề cập là hợp lệ để thực hiện.
Tương tự, nếu chúng ta có trọng lượng phân tử (MW) thay đổi thiết kế w.r.t thì Lưu lượng bù có thể được tính theo phương trình dưới đây.
Nói chung, lưu lượng bù có thể được tính toán với nhiệt độ thực tế, áp suất thực tế và trọng lượng phân tử thực tế, v.v.
Trọng lượng phân tử có thể được biết từ phân tích Phòng thí nghiệm hoặc máy phân tích trực tuyến.
Giá trị áp suất phải bằng Bar (a), Nhiệt độ phải bằng K.
Lưu lượng dựa trên DP = lưu lượng được tính toán từ việc đọc DP thực tế căn bậc hai
Tất cả các đầu vào thiết kế / điều kiện tham chiếu có thể được biết từ bảng định cỡ phần tử dòng chảy. Các thông số thực tế sẽ là một phần của tín hiệu đầu vào tương tự đến hệ thống điều khiển.
Phương trình hiển thị ở trên được suy ra từ phương trình liên tục của Euler và Bernoulli’s nguyên tắc. Nguồn gốc của công thức này nằm ngoài phạm vi của bài viết này.
Điều rất quan trọng là phải chuyển phương trình bù lưu lượng chính xác dựa trên yêu cầu của quy trình (Bù áp / Bù nhiệt / Bù P&T / P, T & MW Bù) cùng với thông số thiết kế và phạm vi của bạn để kiểm soát nhà cung cấp hệ thống có bù dòng này tính toán được thực hiện bên trong PLC / DCS.
Một số nhà cung cấp hệ thống điều khiển có các khối bù dòng vào thư viện của họ. Tuy nhiên, việc xác minh đầu ra dòng bù là cần thiết.
Bài tập cho bạn
Áp suất thiết kế 40 Bar (a), Nhiệt độ thiết kế 375K, Phạm vi lưu lượng hiệu chỉnh 0-5000 Kg / giờ, bộ truyền lưu lượng loại DP được hiệu chuẩn ở 0-2500 mmH2Ô.
Khi số đọc máy phát áp suất trường của bạn là 35 Bar (a), số đọc máy phát nhiệt độ là 340K và DP FT đọc 1250 mmH2O thì đầu ra dòng bù của P&T sẽ là bao nhiêu?
Câu trả lời đúng là 3473,06 Kg / giờ.
Vui lòng cho chúng tôi biết trong khung bình luận nếu bạn cảm thấy khó khăn trong việc giải quyết nó.
Tác giả: Jatin Katrodiya