Nâng cao độ chính xác trong đo lưu lượng và tiết kiệm trong vận hành

Nâng cao độ chính xác trong đo lưu lượng và tiết kiệm trong vận hành
Thứ năm, 25 Tháng 3 2010 16:29
Nếu bạn muốn tăng khả năng hoạt động của nhà máy và giảm chi
phí cho việc vận hành thì việc tập trung vào các giải pháp đo lưu
lượng có thể tiết kiệm đáng kể về t
ài chính. Việc đo lường chính xác
lưu lượng các khí, hơi, chất lỏng l
à cực kỳ quan trọng trong rất nhiều
các nhà máy và các quá trình như sản xuất hoá chất, năng lượng và
ngu
ồn năng lượng, thực phẩm/ nước giải khát, dược phẩm, giấy,
nước v
à các ngành công nghiệp khác.
Vai trò của việc đưa thiết bị điều tiết lưu lượng thông minh vào thực tiễn.
Nếu bạn muốn tăng khả năng hoạt động của nhà máy và giảm chi phí cho
việc vận hành thì việc tập trung vào các giải pháp đo lưu lượng có thể tiết
kiệm đáng kể về tài chính. Việc đo lường chính xác lưu lượng các khí, hơi,
chất lỏng là cực kỳ quan trọng trong rất nhiều các nhà máy và các quá trình
như sản xuất hoá chất, năng lượng và nguồn năng lượng, thực phẩm/ nước
giải khát, dược phẩm, giấy, nước và các ngành công nghiệp khác.
Trên thực tế, thật không may mắn, việc đo lưu lượng thường chỉ được chú
trọng trong rất nhiều nhà máy khi cần mở rộng, nâng cấp các thiết bị và các
d
ự án tái đầu tư. Việc lựa chọn và sắp đặt các thiết bị chuyển mạch và đo lưu
lượng thường đòi hỏi những cân nhắc rất cẩn thận. Việc lựa chọn sai công
nghệ đo lưu lượng cho các ứng dụng của bạn hoặc đặt sai vị trí các thiết bị
đo lưu lượng như quá gần các bơm hoặc van không những không thể tiết
kiệm được chi phí mà còn phải thay đổi các vị trí lắp đặt khác không cần
thiết hoặc thậm chí thay đổi cả phương án lắp đặt của công trình.
Hãy th
ật cẩn thận với những kế hoạch cho việc lắp mới hoặc nâng cấp thiết

bị đo lưu lượng cho nhà máy của bạn, tuy nhiên, cũng có nhiều thuận lợi
như:
- Chi phí lắp đặt ban đầu thấp hơn và quá trình khởi động nhanh hơn
- Giảm chi phí nhiên liệu cho việc vận hành các nồi hơi, lò hơi, quạt và các
lò nung.
- Gi
ảm thiểu tiêu hao các khí xử lý như clo và Nitơ
- Giảm mức tiêu thụ nước và quá trình xử lý nước thải.
- Ít phải bảo dưỡng thường xuyên và thay thế thiết bị
Vấn đề đặt ra
Trong một thế giới hoàn hảo, nếu tất cả các nhà máy đều có một kỹ sư thiết
bị thành thạo và có kiến thức về các công nghệ đo lưu lượng khác nhau trên
th
ị trường, có kinh nghiệm để áp dụng chúng trong nhiều quá trình xử lý đa
dạng trong công nghiệp, có đủ ngân sách để mua được thiết bị tốt nhất, cùng
đội ngũ thợ bảo trì xuất sắc để đảm nhận công việc lắp đặt,.v.v. thì bạn hoàn
toàn có th
ể ngừng đọc bài viết dưới đây nếu bạn đang làm việc cho công ty
này bởi chủ để này là dành cho 95% các bạn, những người muốn tạo nên
m
ột thế giới thực.
Việc tối ưu hoá các thiết bị đo lưu lượng có thể tóm tắt đơn giản với bốn
nguyên tắc sau đây:
Việc tối ưu hoá các thiết bị đo lưu lượng có thể tóm tắt đơn giản với bốn
nguyên tắc sau đây:
Chọn công nghệ đo lưu lượng thích hợp với quá trình của bạn (như môi chất
đo, dải đo, đường kính ống công nghệ, các điều kiện ảnh hưởng trực tiếp
khác,….)
- Xem xét trước việc lắp đặt và các yêu cầu bảo trì
- Hãy c

ẩn thận khi lắp đặt các thiết bị khác xung quanh thiết bị đo lưu lượng
- Xem xét việc thêm một thiết bị điều tiết dòng chảy hoặc 1 thiết bị nắn dòng
ch
ảy.
Công nghệ đo lưu lượng
Khi chọn lựa các thiết bị đo lưu lượng, điều xem xét đầu tiên có thể luôn là
môi ch
ất đo: khí, khí đốt, hơi, chất lỏng và slurries. Rất nhiều công nghệ đo
có thể là tốt nhất với 2 môi chất là khí đốt và chất lỏng. Một số khác có thể
là slurries và một vài số khác nữa có thể không tốt cho bất kỳ môi chất nào
k
ể trên. Các công nghệ đo lưu lượng sẵn có trong công nghiệp hiện nay bao
gồm:
- Coriolis (đo khối lượng)
- Tuabin
-
Đo kiểu chênh áp (Differential Pressure)
-
Đo kiểu siêu âm (Ultrasonic)
-
Đo kiểu từ trường (Electro Magnectic)
- Đo kiểu biến thiên vùng (Variable Area)
-
Đo kiểu Positive Displacement
-
Đo kiểu Vortex Shedding
- Đo kiểu phân tán nhiệt (khối lượng)
Tất cả các công nghệ này đều có các ưu/nhược điểm riêng, phụ thuộc vào
môi ch
ất và thuộc tính riêng của từng nhà máy. Việc tính toán các thông số

về môi chất cũng như các thiết bị của nhà máy, điều kiện môi trường hoặc
các điều kiện tác động khác, kế hoạch bảo tr
ì,v..v.. cũng có thể giúp bạn thu
hẹp các thiết bị về cho một hoặc hai sự lựa chọn tốt nhất.
Vấn đề thường gặp khi lắp đặt
Một trong những vấn đề thường gặp nhất khi lắp đặt các thiết bị đo lưu
lượng, đặt biệt là đồng hồ đo lưu lượng, l
à khoảng cách dòng chảy thẳng từ
trước v
à sau thiết bị đo. Trước khi chỉnh định bất kỳ đồng hồ đo lưu lượng
nào, nhất thiết bạn cần sự tư vấn về kỹ thuật của nhà sản xuất để xác định
các khoảng cách ống chạy thẳng cần thiết.
Ví dụ, đối với đồng hồ đo lưu lượng GF90 của Hãng FCI (Mỹ) thì khoảng
cách tối thiểu trước đồng hồ là 20D (20 lần đường kính ống) và khoảng cách
sau đồng hồ l
à 10D (10 lần đường kính
ống)
Việc thêm các khuỷu, cút nối, mở rộng
hoặc thu hẹp, hoặc xoắn ốc đường ống gần sát với thiết bị đo thường làm
tr
ầm trọng hơn các vấn đề vốn bất cập của việc muốn có dòng chảy thẳng.
Rất nhiều các thiết bị không có đủ không gian và phải bố trí làm việc cùng
nhau trong m
ột không gian chật hẹp. Kết quả là làm rối loạn dòng chảy, sinh
ra dòng chảy xoáy, và làm biến dạng trạng thái vận tốc dòng chảy.
Dòng chảy thường xuyên rối loạn có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của
các đồng hồ đo, bơm và các thiết bị khác. Ví dụ với đồng hồ đo lưu lượng,
vận tốc chảy không đều của môi chất ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác và
vi
ệc đo lặp lại của rất nhiều công nghệ đo phổ biến nhất hiện nay như: đo

kiểu chênh áp, turbin, từ trường, phân tán nhiệt, siêu âm,..Phụ thuộc vào
công ngh
ệ đo lưu lượng mà đồng hồ đo lưu lượng đòi hỏi khoảng cách
đường ống chạy thẳng thay đổi từ 10 đến 20 lần đường kính ống hoặc hơn
thế nữa.
Cách khắc phụ
Một trong những cách phổ biến nhất hiện nay để tối ưu độ chính xác của
đồng hồ đo v
à khắc phục các điều kiện lắp đặt bất lợi là sử dụng bộ điều tiết
lưu lượng. Qua việc sử dụng thiết bị n
ày, nó có thể làm tăng tính chính xác
và kết quả đo lặp lại của thiết bị đo lên 50% hoặc hơn thế nữa. Ví dụ, đồng
hồ đo lưu lượng khối lượng nhiệt với việc dùng thêm một bộ điều tiết lưu
lượng có thể tối ưu hoá để có được sai số chỉ l
à là 1% thay vì sai số chuẩn là
2%. Điều đó làm nâng cao các phép đo chính xác, do đó có thể dẫn đến việc
tiết kiệm rất lớn trong việc kiểm soát các khí tự nhiên đắt tiền dùng cho việc
đốt các nồi hơi trong các nhà máy đ
ã qua nhiều năm vận hành. Có rất nhiều
loại điều tiết lưu lượng, bao gồm:

Bộ điều tiết kiểu Honeycomb Vane được dùng phổ biến trong hệ
thống HVAC hoặc các ứng dụng trong hệ thống xử lý khí nén. Với rất
nhiều thiết kế khác nhau và các chất liệu có sẵn.

Bộ điều tiết kiểu Perforated Plate thường chọn để ứng dụng trong
đường ống dẫn khí đốt tự nhi
ên hoặc khí sạch khác và các ứng dụng
chất lỏng. Việc cài đặt rất đơn giản và không cần mảnh spool, nhưng
cũng có thể dễ bị tắc nghẽn trong các đường ống chứa khí bẩn.


Bộ điều tiết kiểu Tab là một lựa chọn tốt dùng cho khí sạch hoặc bẩn
và chất lỏng vì những thiết kế giảm dần của các tab. Chúng cung cấp
những sự kết hợp tuyệt vời để loại bỏ các dòng xoáy và điều chỉnh
trạng thái vận tốc đúng với áp suất tối thiểu

Bộ điều tiết kiểu Tube Bundles và Vanes đã được sử dụng trong nhiều
thập niên. Ống bundles rất có hiệu quả trong việc lạo bỏ dòng xoáy,
nhưng có xu hướng "đóng băng" các trạng thái vận tốc và do đó
không hiệu quả khi điều chỉnh biến dạng dòng chảy.