Ultrazvukový prietokomer plynu pomáha oceliarni dosiahnuť spoľahlivé meranie nízkotlakového dymového plynu

Zhrnutie

Veľká oceliareň v Číne s ročnou výrobnou kapacitou desiatok miliónov ton má dlhoročné a úspešné skúsenosti s používaním ultrazvukových prietokomerov. Zákazník, ktorý dôverne pozná produkty Panametrics, už dlhodobo a s výborným výsledkom používa mnoho ich prietokomerov na kvapaliny, plyny aj flérový plyn. Na meranie dymového (spalinového) plynu však používal konkurenčný ultrazvukový prietokomer. Ten sa ukázal ako nespoľahlivý a zákazník ho chcel nahradiť.

Aplikácia

Obr. 1: Privarenie hrdla snímača po prúde na potrubie dymového plynu.

Médium	Dymový plyn
Rozmer a materiál potrubia	2410 × 4000 mm (7,9 × 13,1 ft), uhlíková oceľ
Teplota plynu	101 – 129 °C (214 – 264 °F)
Tlak plynu	-11 Pa až 93 kPa (-0,0016 až 13,5 psig)
Rýchlosť zvuku v plyne	~390 m/s (~1 280 ft/s)

Prínosy:

Meranie až po veľmi mierne podtlakové podmienky
Žiadny tlakový úbytok
Nízka údržba
Dlhodobá stabilita
Meranie na obdĺžnikových potrubiach
Široký rozsah merania

Výzva

Prietokomer bolo potrebné nainštalovať na veľké obdĺžnikové potrubie s rozmermi 2,4 m × 4 m. V mieste inštalácie bol k dispozícii iba približne 1,5-násobok priemeru potrubia ako rovný úsek pred meraním, čo viedlo k neúplne vyvinutému rýchlostnému profilu prúdenia. Keďže boli obe hrdlá umiestnené ďaleko od seba, bolo náročné dosiahnuť správne zarovnanie – akákoľvek odchýlka mohla spôsobiť stratu signálu a nepresné či nespoľahlivé údaje. Na chybu nebol priestor: namerané dáta totiž priamo vstupujú do systému kontinuálneho monitorovania emisií (CEMS) danej prevádzky.

Riešenie

Vzhľadom na veľmi dlhú akustickú dráhu tím Panametrics odporučil ultrazvukový plynový prietokomer DigitalFlow XGM868i so snímačmi T5 s frekvenciou 50 kHz. Široký uhol vyžarovania týchto snímačov zaistil presné meranie aj na takejto dlhej dráhe. Servisný tím Panametrics zároveň použil laserový zarovnávací nástroj na dosiahnutie presného zarovnania hrdiel. Po úspešnej inštalácii a uvedení do prevádzky prietokomer poskytoval presné a spoľahlivé údaje a zákazník mohol svoj systém CEMS spoľahlivo zásobovať potrebnými údajmi o prietoku. Na základe tohto úspechu tím Panametrics v súčasnosti rokuje o podobných aplikáciách aj v ďalších oceliarňach po celom svete.

Technik privarujúci montážne hrdlo snímača na veľké potrubie dymového plynu

Procesný ultrazvukový prietokomer pre plyny Panametrics DigitalFlow XGM868i

Datasheet (PDF) Panametrics DigitalFlow XGM868i

Zdroj: Panametrics Application Note PANA013AN (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a pripravené spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics pre Slovensko a Maďarsko.

Prihlásiť sa na odber noviniek

APPLICATION NOTE

Ultrazvukový prietokomer plynu pomáha oceliarni v Indii bezpečne riadiť spätné získavanie LD konvertorového plynu

Zhrnutie

Veľká oceliareň v Indii prevádzkuje jednu z najmodernejších výrobných liniek v krajine vrátane vysokopresnej linky Cut-to-Length, ktorá dokáže spracovať oceľové zvitky s hrúbkou do 25 mm vrátane orezávania hrán. V snahe ďalej optimalizovať prevádzku chcel zákazník nainštalovať obojsmerný plynový prietokomer na zásobník LD plynu (Linz-Donawitz plyn). Zásobník LD plynu s kapacitou 100 000 Nm³/h odoberá plyn z konvertora SMS (Steel Melt Shop) a exportuje ho cez dve potrubia DN1000 (40″), z ktorých každé pracuje pri tlaku približne 1 000 – 1 200 mmWC, keď je aktívne jeho dúchadlo. Tieto potrubia sa napájajú do siete dúchadlového plynu BFG (booster fan gas) s priemerom DN1600 (64″), ktorá pracuje pri tlaku 900 – 1 100 mmWC. Zákazník chcel privádzať LD plyn do siete BF plynu, no narazil na bezpečnostný problém: ak by dúchadlo zlyhalo a nedokázalo udržať tlak v potrubí vyšší než 900 – 1 100 mmWC v sieti BFG počas spätného prúdenia, hrozilo by nezistené spätné vniknutie BFG plynu do zásobníka LD plynu, čo predstavovalo bezpečnostné riziko pre celý systém zásobníka LD plynu.

Aplikácia

Obr. 1: Inštalácia T5 Bias 90 s predzosilňovačmi XAMP na potrubí BFG DN1600 (64″).

Rozmer a materiál potrubia	DN1600 (64″), hrúbka Sch. 40, uhlíková oceľ (API 5L)
Rozsah prietoku plynu	0 – 100 000 Nm³/h
Teplota plynu	Okolitá teplota – 70 °C
Tlak plynu	Atmosférický – 1 600 mmWC
Zloženie plynu	~13 – 15 % CO₂ / ~50 – 70 % CO / ~0,4 – 1,2 % O₂ / ~2 – 3 % H₂ / ~5 – 20 mg/Nm³ prach / vlhkosť

Prínosy:

Obojsmerné meranie prietoku
Presné a nákladovo efektívne meranie na veľkých potrubiach
Široký rozsah merania
Zvláda náročné plyny (CO₂ / CO / H₂), funguje až do 100 % CO₂
Odborná podpora od INTECH CONTROL

Výzva

Prevádzka už predtým skúšala merať prietok pomocou diferenčno-tlakového snímača a mnohých ďalších prietokomerných technológií, no žiadna z nich nezvládla nízky prevádzkový tlak, obojsmerné prúdenie, veľmi široký rozsah merania (od takmer nulového prietoku cez spätný tok až po maximálny prietok) a prítomnosť prachu v plyne. Ultrazvukové prietokomery si so všetkými týmito výzvami poradia – vrátane útlmu signálu spôsobeného vysokým obsahom CO₂, ktorý mnohým iným technológiám robí problémy.

Riešenie

Obchodný a aplikačný tím Panametrics vyhodnotil procesné podmienky a požiadavky zákazníka. Na základe rozsiahlych skúseností s aplikáciami pre oceliarenské plyny tím navrhol prietokomer DigitalFlow XGM868i so snímačmi T5 (100 kHz) v konfigurácii Bias 90. Prietokomer úspešne nainštaloval a uviedol do prevádzky servisný tím Panametrics. Zákazník bol s výsledkom veľmi spokojný – namerané údaje zodpovedali očakávaniam – a odvtedy nasadil ultrazvukovú prietokomernú technológiu Panametrics aj na ďalšie LD plynové potrubia v tom istom závode.

Snímače XGM868i nainštalované na veľkom plynovom potrubí

Procesný ultrazvukový prietokomer pre plyny Panametrics DigitalFlow XGM868i

Datasheet (PDF) Panametrics DigitalFlow XGM868i

Zdroj: Panametrics Application Note PANA018AN (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a pripravené spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics pre Slovensko a Maďarsko.