Измерение маловязких загрязненных жидкостей расходомерами Дуалпульс

Часто встречающейся задачей является измерение расхода и подсчета прошедшего количества маловязких жидкостей на водной основе, сточных вод, загрязненных жидкостей, химически агрессивных, пищевых жидкостей, растворов удобрений, охлаждающих жидкостей и т.д. Как правило, такие измерения не требуют очень высокой точности, но связаны с измерением больших объемов.

Такого рода измерения можно проводить различными типами расходомеров: вода – отличный проводник электричества, значит можно использовать как электромагнитный способ измерения, так и ультразвуковой или механический. Проведем небольшой сравнительный анализ по всем вышеуказанным типам измерения.

1). Механические расходомеры.

Так как вода обладает достаточно низкой смазывающей способностью, высокой коррозионной активностью, малой вязкостью, то далеко не все типы механических проточных расходомеров пригодны для такого измерения. Расходомеры, изготовленные из латуни или алюминия, достаточно быстро окисляются и коррозируют, поэтому непригодны для данных целей. Возможно применение только расходомеров со специальным покрытием поверхностей, из нержавеющей стали или изготовленных из пластмассы.
Расходомеры из нержавеющей стали на овальных шестернях, турбине или вращающемся (колеблющемся) поршне имеют высокую точность (±0,5% и выше), но и высокую цену.
Расходомеры лопастного типа, изготавливаемые из пластмассы, имеют меньшую в несколько раз цену, но и невысокую точность (от ±5%). Стойкость их к жидкостям, содержащим загрязнения или растворители, очень невысока. Для всех волюметрических (объемных) механических расходомеров существует простая зависимость: чем выше точность, тем чище должна быть жидкость.

2) Ультразвуковые расходомеры.
Они имеют ряд преимуществ – высокая точность, широкий диапазон расходов, возможность измерять жидкости с минимальным перепадом давлений и т.д. В то же время точность измерений сильно зависит от загрязнения стенок труб, что актуально для растворов, сточных вод, жидкостей с загрязнениями. Стоимость таких приборов начинается от 10 тысяч грн.

3) Электромагнитные расходомеры.
Их преимущества – измерительный принцип практически независим от давления, плотности, температуры и вязкости измеряемой жидкости. Возможность измерения даже для жидкостей с взвешенными твердыми включениями (например – рудная суспензия, целлюлозная масса), нет потерь давления, высокая степень надежности.
Недостатки – зависимость от электрохимических процессов в измеряемых жидкостях, измерение только токопроводящих жидкостей, помехи, наводки, поляризация электродов при использовании постоянного магнитного поля (МП) или трансформаторный эффект при переменном МП, емкостные наводки, необходимость частой поднастройки и регулировки. Для устранения этих недостатков применяются дорогостоящие решения, приводящие к увеличению цены приборов.

4) Вихревые расходомеры.
Хорошее и недорогое решение, с точностями ±1-2,5%, но с их помощью можно измерять жидкости только без абразивных загрязнений, и с ограничениями по числу Рейнольдса. Хорошим выбором в данной ситуации, когда к точности измерения не предъявляется очень строгих требований, т.е. измерения должны быть с точностью не хуже ±2%, а стоимость прибора должна быть не очень высокой, на наш взгляд, являются врезные лопастные расходомеры серии DP (Dualpulse) производства компании TRIMEC INDUSTRIES.
Наглядно обоснованность данного решения можно представить с помощью нижеприведенного графика. Для объективности в нем приведены усредненные данные по импортной и отечественной продукции, реализуемой на Российском рынке (данные взяты из открытых источников – ценовые предложения фирм, продающих данные приборы).

Очевидно, что расходомеры серии DP становятся привлекательными по соотношению цена-качество при расходах свыше 60-80 м3/час. К дополнительным преимуществам данного типа расходомеров можно отнести то, что данный тип расходомеров можно использовать на широком диапазоне диаметров труб (для DP490 – от 40 мм до 900 мм, а для DP520 – от 50 мм до 2000 мм), что перекрывает диапазон расходов от 900 литров до нескольких десятков тысяч тонн/час и делает их сопоставимыми по универсальности применения с электромагнитными или ультразвуковыми расходомерами с наружными электродами. Уникальная измерительная головка и форма лопастей обеспечивают линейность измерений ±1,5% в диапазоне 0,3-10 м/сек. Также для расходомеров DP520 есть функция «горячей врезки», т.е. установки расходомера на трубу без остановки техпроцесса.
Ряд врезных лопастных преобразователей потока (расходомеров) Dualpulse сочетает проверенный метод измерения скорости потока маловязких жидкостей с современными конструктивными материалами. Эти расходомеры имеют как импульсный, так и токовый 4-20мА выходы, опционально оснащаются квадратурным выходом, позволяющим измерять расход в двух направлениях (прямом и обратном) одним прибором. Это обеспечивает недорогое и высокоэффективное измерение потоков широкого ряда маловязких жидкостей. Надежная конструкция с корпусом из нержавеющей стали, тефлоновым подшипником, пропитанным графитом и ротором из химустойчивого поливинилденфторида обеспечивает долговечность прибора.

Каждый из расходомеров штатно комплектуется двумя независимыми выходами:
1. Выход с прямоугольными импульсами напряжения 1,5V х 10 μсек.
2. Выход на датчике Холла (NPN с открытым коллектором).
Врезные расходомеры устанавливаются с измерительной головкой, заглубленной на 1/8 диаметра трубы, и отличаются очень малым падением давления. Они не требуют внешнего источника питания, когда используется с сумматорами DARKONT, в то же время такие опции, как высокотемпературная и немагнитная модели требуют внешнее питание.

Особенности:
• Степень защиты IP68 (NEMA6), погружная , выполненная из стали 316SS конструкция;
• Невысокая стоимость эксплуатации, широкий диапазон измеряемых потоков;
• Устойчивая и компактная конструкция;
• Искробезопасные версии для опасных зон;
• Встроенные или вынесенные предусилители и индикаторные приборы;
• DP525 версия пригодна для врезки без остановки работы;
• Возможность измерения двунаправленного потока.

В то же время расходомеры Dualpulse Trimec предъявляют определенные требования к месту установки в трубопровод: расстояние не менее 10 D (оптимально 25 D) перед расходомером и 5D (оптимально 10D) по ходу течения жидкости, где D- диаметр трубопровода. Расстояния до элементов трубопроводной арматуры, создающих помеху потоку (вентили, клапаны, тройники и т.д.) должно быть не меньше, чем вышеуказанные минимальные значения.

Исходя из приведенных особенностей лопастных расходомеров Дарконт серии DP, наиболее типичными областями их применения являются: горячее, холодное водоснабжение, системы пожаротушения, тепловой мониторинг, распределение воды, обработка реагентами – хлорирование, опреснение, фильтрация на заводах, нагревательные и охлаждающие системы, измерение воды и конденсата в бойлерах, изготовление цемента, перекачка дизельного топлива, производство продуктов питания, бумаги, горнодобывающая промышленность и т.д.