Tài liệu GF90-FCI Giải pháp đo lưu lượng khí/gas với độ chính xác cao pptx

GF90-FCI Giải pháp đo lưu lượng
khí/gas với độ chính xác cao cho việc
giám sát lỗ thông khí ở các nhà máy
khí, gas, l
ọc dầu, nhiệt điện.
Để đảm bảo lưu lượng khí dễ cháy trong đường ống góp hơi được kết nối
với lò đốt được đo một cách chính xác, hầu hết các công ty dầu khí lớn đã
b
ắt đầu tìm kiếm một giải pháp về thiết bị đo có độ tin cậy cao hơn. Hơi độc
dễ bốc cháy tích tụ trong quá trình lọc tại nhà máy và phải được kiểm soát
để loại bỏ một cách an to
àn. Việc đo lường không chính xác lưu lượng khi
trong đường ống góp trong quá tr
ình lọc sẽ dẫn đến một hỗn hợp khí thải
độc l
àm cho việc đốt cháy trong lò đốt của cơ sở sản xuất gặp thất bại. Nếu
những khí này không được đốt hoàn toàn, sẽ gây ra nguy hiểm cho môi
trường, Chính phủ sẽ xử phạt và nguy cơ đóng cửa nh
à máy xảy ra là rất lớn
Vấn đề đặt ra:
Việc thải khí dễ cháy và độc tố
nguy hiểm vào khí quyển có thể
dẫn đến nguy cơ đóng cửa nhà máy
ngay l
ập tức. Với những công việc
đóng cửa nhà máy như thế n
ày, các
cơ quan Chính phủ là những người
sẽ thực hiện. Đây có thể là công
vi
ệc rất tốn kém tiền bạc và thời

gian. Thời gian sản xuất bị mất và
chi phí khôi ph
ục có thể ảnh hướng
xấu đến lợi nhuận và khiến quá trình này có tác động lớn đến sự an toàn và
ho
ạt động liên tục có hiệu quả của nhà máy.
K
ỹ sư quá trình tại cơ sở lọc dầu của các công ty hiểu rằng mật độ hơi có độ
biến đổi cao. Hơi trong đường ống góp bao gồm hỗn hợp khí Paraxylene,
Benzene và các loại khí độc dễ bốc cháy khác. Hỗn hợp khí gas này giúp họ
kết luận được rằng lưu lượng khối (thường sử dụng nhiều hơn thể tích) là
thông s
ố quan trọng nhất để theo dõi quá trình đốt cháy và để hỗ trợ tính
toán sự cân bằng khối lượng của nhà máy.
Trong đường ống góp khí, lưu lượng biến đổi từ 0,5 đến 150 SCFM (0,8 đến
240 NCMH). Giới hạn thấp của dải lưu lượng (0,5 SCFM) trong quá trình
này đòi hỏi một cảm biến lưu lượng khối có độ nhạy cao để phát hiện sự có
mặt của khí. Dải áp suất trong quá trình thay đổi từ 0 đến 50 psig [0 đến 3.4
bar (g)] với nhiệt độ tương ứng từ 68 đến 149°F (20 đến 65°C).
Đối với kỹ sư quá tr
ình, việc đo các yếu tố hợp thành khối lượng khí nhiều
biến đổi một cách chính xác thường là một công việc rất khó khăn, phức tạp,
điều này thường đ
òi hỏi sử dụng nhiều lưu lượng kế. Tuy nhiên, chi phí lắp
đặt v
à bảo dưỡng lưu lượng kế cùng với chi phí duy trì các thiết bị dự phòng
khác nhau, khi
ến đội phụ trách thiết bị của nhà máy phải tính đến sự lựa
chọn khác.
Fluid Components International (FCI), một nhà sản xuất lưu lượng kế đo lưu

lượng khối lượng, đ
ã được đội phụ trách thiết bị liên hệ thảo luận về sự phát
triển của bộ truyền lưu lượng thông minh cao để thực hiện nhiệm vụ này. Có
hai lo
ại lưu lượng kế khối lượng chính (1) lưu lượng kế khối lượng nhiệt và
(2) lưu lượng kế hiệu ứng Coriolis, và FCI chào hàng cả hai loại thiết bị này.
Trong
ứng dụng này, đội thiết bị đã lựa chọn lưu lượng kế khối lượng dựa
trên nguyên lý phân tán nhiệt và đo lưu lượng khối một cách trực tiếp. Nhiều
công nghệ cảm ứng lưu lượng khác đo lưu lượng khối một cách gián tiếp -
điều này đòi hỏi các thiết bị riêng rẽ để đo nhiệt độ và áp suất cùng với một
máy tính lưu lượng để tính toán lưu lượng khối thực.
Những lưu lượng kế này cũng có thể được thiết kế mà không có các bộ phận
chuyển động dễ mòn và gãy, có nghĩa là chúng đòi hỏi ít hoặc không cần
bảo dưỡng. Hơn nữa, chúng có dải đo lưu lượng rộng, dò lưu lượng rất thấp
đến lưu lượng cao hơn nhiều đến tỉ lệ gập 1000:1. V
ì lí do này, một lưu
lượng kế đơn có thể được sử dụng trong ứng dụng để đo các dải lưu lượng
rộng một cách tin cậy – thay vì sử dụng nhiều lưu lượng kế theo một series
để hỗ trợ ứng dụng tr
ên dải lưu lượng rộng tương tự.
Hình 2 : Cấu hình đồng hồ đo với bộ điều tiết dòng chảy Vortab.
Giải pháp xử lí:
Trong ứng dụng giám sát lỗ thông khí của họ, kỹ sư quá trình của nhà máy
l
ọc đã lựa chọn lưu lượng kế sử dụng bộ vi xử lí GF90 thông minh của FCI
(Hình 1). Khi được kết nối với máy đo độ đậm đặc, lưu lượng kế này nhận
tín hiệu đầu vào quá trình và lựa chọn một đường cong định cỡ lưu lượng ăn
khớp một cách chính xác với sự đốt cháy khí thải trong đường ống được nối
với lò đốt của nhà máy. (Xem hình 2)

Đội thiết bị của nhà máy đặt các chỉ số máy đo độ đậm đặc với tỉ lệ 35, 50
và 75%. Lưu lượng kế GF90 của FCI tự động thay đổi đường cong định cỡ
lưu lượng trong bộ truyền thông minh tương ứng với quá tr
ình đốt cháy khí
tại mỗi vị trí cài đặt khác nhau. Tín hiệu sau đó được gửi qua hệ thống điều
khiển phân tán của nhà máy bổ sung số khí thiên nhiên cần thiết cho hơi khí
độc để đốt cháy một cách tối ưu.
Trong ứng dụng này, độ chính xác của lưu lượng kế được cải tiến với việc
sử dụng một bộ điều khiển lưu lượng Vortab cũng của FCI (Hình 2). Bộ điều
khiển lưu lượng loại tab được cài vào ống dẫn quá trình với một loạt các tab
tạo ra một dòng chảy có khả năng dự đoán cao mà không gây tổn hao hoặc
gây tổn hao rất ít áp suất trên đường ống.
Lưu lượng kế đo không khí khối lượng dựa v
ào nguyên lý phân tán nhiệt
như model GF90 được lựa chọn cho ứng dụng ống góp hơi, hỗ trợ nhiều tác
vụ đo lưu lượng khí trong các ngành dầu khí, hóa chất, nước thải, ngành quá
trình và giám sát ô nhi
ễm. Lưu lượng kế được các kỹ sư của nhà máy lọc
phù hợp với 4 loại bus truyền thông phổ biến: HART, Ethernet, PROFIBUS
và MODBUS. GF90 được đội ngũ thiết bị nh
à máy lọc lựa chọn có độ chính
xác lưu lượng ti
êu chuẩn trong ứng dụng này là ±1% giá trị đọc được trên
m
ột dải lưu lượng 0,25 đến 1600 SFPS (0,08 đến 488 NMPS). Nó hoạt động
với áp suất tới 1000 psig (69 bar[g]), với nhiệt độ từ -100 đến +850°F (-73
đến +454°C). Độ lặp đọc là +0,5% hoặc tốt hơn.
Hình 3: Cấu hình hệ thống Verical của FCI và đồng hồ đo GF90.
Bộ phận điện tử của lưu lượng kế GF90 có thể lập địa chỉ thông qua màn
hình hi

ện thị LCD kèm nút bấm chức năng hoặc qua cổng nối tiếp RS-232C.
Màn hình LCD và bàn phím cho phép k
ỹ sư quá trình của các nhà máy lọc
dầu có thể thực hiện lập trình trong hiện trường để thay đổi các điểm zero,
điểm đo, chuyển mạch v
à các bộ phận sang đo lường hay để thực hiện kiểm
tra thiết bị, khắc phục lỗi và các chức năng quan trọng khác. Cổng nối tiếp
cũng hỗ trợ truy cập tới máy tính hay các thiết bị đầu cuối chuẩn ASCII. Bộ
truyền tín hiệu thông minh của lưu lượng kế có 2 đầu ra tín hiệu dạng analog
độc lập có thể lập tr
ình cho hiện trường. Các đầu ra analog có thể là: 4-20
mA, kh
ả năng tải tối đa 600 ohm; 0-10 Vdc, tải tối thiểu 5000 ohm; 0-5 Vdc,
t
ải tối thiểu 2500 ohm; và 1-5 Vdc, tải tối thiểu 2500 ohm. Có hai công tắc
cảnh báo được thiết kế trong lưu lượng kế GF90. Những công tắc chuyển
mạch có thể được lập trình để cảnh báo cho lưu lượng cao, lưu lượng thấp
hoặc được hiện thị ra cửa sổ. Chúng cũng có thể được lập trình cho nhiệt độ
quá trình cao, thấp hoặc hiện thị ra cửa sổ.
Một thiết bị đầu vào hỗ trợ giúp các kỹ sư của nhà máy có thể kết nối lưu
lượng kế với các nguồn tín hiệu b
ên ngoài nhằm cung cấp tình trạng đốt
cháy thời gian thực cho các ứng dụng phức tạp. Thông qua thiết bị này, các
thi
ết bị phân tích sự đốt cháy, các bộ chuyển đổi áp suất, nhiệt độ, máy đo
độ đậm đặc v
à các thiết bị khác thực hiện sửa tín hiệu để có độ chính xác cao
với sai số nhỏ. Thiết bị này cũng cho phép chuyển mạch từ xa giữa các
nhóm định cỡ.
Thêm một lựa chọn rất tiện lợi nữa cho các kỹ sư tại hiện trường khi sử dụng

dòng thiết bị GF 90 & GF92 của FCI là hãng FCI sẽ cung cấp 1 bộ VeriCal
INSITUKIT cho phép các kỹ sư có thể kiểm tra thiết bị thông qua việc
Calibration ngay tại hiện trường. Với một khoản tiền đầu tư ban đầu nhà
máy có th
ể tiết kiệm được rất nhiều trong quá trình vận hành, sử dụng thiết
bị, có thể chủ động được tất cả các vấn đề về mặt kỹ thuật của thiết bị. Hơn
nữa ngoài chức năng Calibration thì bộ VeriCal INSITUKIT còn có chức
năng làm sạch đầu sensors sau một thời gian d
ài làm việc đảm bảo nâng cao
được độ chính xác của quá tr
ình đo.
Hình 4 (a) Hình 4 (b) Hình 4 (c)
Kết luận:
Với sự lắp đặt lưu lượng kế khối lượng đầu tiên GF90 của FCI hỗ trợ cho
ứng dụng những đường ống góp khí, công ty đ
ã hiểu được rằng không có
vấn đề nào nữa xảy ra với quá trình này trong những năm qua. Đội quản lí
quá trình đã lắp đặt hơn 7 lưu lượng kế trên đường ống góp khí của nhà máy.