العربية
تطلّب توسيع مصنع للبتروكيماويات في تايوان أربعة مقاييس تدفق أنبوبية معدنية موزعة على وظيفتين. احتاجت وحدتان بقياس DN25 وDN20 (بوصة واحدة و¾ بوصة) إلى هياكل من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 مبطنة بمادة PTFE، ومخرج HART من 4 إلى 20 مللي أمبير، وعلب NEMA 4X أو IP65 لقياس تدفق الماء فائق النقاء بمعدل 0-250 كجم/ساعة وغاز النيتروجين بمعدل 0-50 متر مكعب قياسي/ساعة. أما الخط الرابع، فكان يحتاج فقط إلى مؤشر موضعي، لذا نصّت المواصفات على استخدام مقياس تدفق أنبوبي شفاف من مادة PVC بقياس 0-7 متر مكعب قياسي/ساعة. تقوم شركة Silver Automation Instruments بتصنيع كلا التكوينين على نفس منصة مقياس التدفق الأنبوبي المعدني HH50، بدقة ±0.5% من النطاق.
تأتي هذه الحالة من حزمة شراء أجهزة قياس فعلية لتوسعة مصنع في منشأة بتروكيماوية في تايوان. تطلب المشروع أربعة مقاييس تدفق على أربع بطاقات منفصلة. اثنان منها مخصصان لقياس الماء فائق النقاء وغاز النيتروجين مع خرج إرسال كامل. أما الاثنان الآخران فكانا مخصصين لقياس النيتروجين، أحدهما يتطلب خرج HART للتكامل مع نظام التحكم الموزع (DCS)، والآخر لا يحتاج إلا إلى مقياس محلي.
هذا المزيج شائع في مشاريع التوسع في الأراضي الصناعية المهجورة. نادرًا ما تحصل خطوط المرافق على نفس ميزانية أجهزة القياس التي تحصل عليها خطوط العمليات. غالبًا ما ينتهي الأمر بالمهندس الذي يحدد أحجام أربعة مقاييس دوارة لمشروع واحد إلى تحديد مستويين أو ثلاثة مستويات بناء مختلفة، وليس وحدة قياسية واحدة مكررة أربع مرات.
لقد شهدنا هذا النمط مرارًا وتكرارًا في مصانع البتروكيماويات والألياف الكيميائية في تايوان وجنوب شرق آسيا. يحتاج خط إنتاج جديد إلى مراقبة دقيقة باستخدام نظام HART بتيار 4-20 مللي أمبير لتتبع بيانات نظام التحكم الموزع (DCS). في المقابل، يحصل خط التطهير أو التهوية، الذي لا يتحقق منه المشغل إلا بالمرور بجانبه، على وحدة قراءة محلية أرخص ثمنًا بدون أي مكونات إلكترونية.
تطلبت الملصقة الأولى استخدام مقياس تدفق دوار أنبوبي معدني بقطر بوصة واحدة (DN25) على خط مياه فائقة النقاء، مثبتًا داخل الخط، بتدفق رأسي من الأسفل إلى الأعلى. تم تحديد جسم المقياس والعوامة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 مع بطانة من مادة PTFE، متصلين بواسطة شفة RF بقطر بوصة واحدة وقوة 150 رطلًا. نظرًا لأن المياه فائقة النقاء تمتص الملوثات بسهولة، فإن اختيار مادة أنبوب لا تتساقط منها جزيئات أو تتسرب منها أيونات إلى مجرى الماء يُعدّ أكثر أهمية هنا منه في تطبيقات معالجة المياه التقليدية.
تم ضبط معدل التدفق الطبيعي على 150 كجم/ساعة، بحد أقصى 250 كجم/ساعة. وبالنظر إلى الحجم، عند كثافة نوعية تبلغ 1000 كجم/م³، فإن ذلك يعادل تقريبًا 0.15 إلى 0.25 م³/ساعة، أو ما يقارب 0.66 إلى 1.1 جالون/دقيقة. يُعد هذا معدلًا منخفضًا وفقًا لمعايير البتروكيماويات، وهو تحديدًا نوع العمل الذي يُناسب مقياس التدفق ذي الأنبوب المعدني، نظرًا لأن وحدات الأنابيب الزجاجية غير مصممة لتحمل ضغط التشغيل المحدد هنا.
وصل ضغط التشغيل إلى 5 كجم/سم² (حوالي 4.9 بار، أو 71 رطل/بوصة مربعة) في الظروف العادية، بينما بلغ الضغط 3 كجم/سم² (43 رطل/بوصة مربعة)، ووصلت درجة الحرارة القصوى إلى 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت). سمحت المواصفات بانخفاض ضغط قدره 0.5 كجم/سم² (0.49 بار، 7.1 رطل/بوصة مربعة) عبر المقياس، وهو معدل نموذجي لمقياس التدفق الدوراني ذي الأنبوب المعدني بهذا الحجم ونطاق التدفق. كان خرج التيار 4-20 مللي أمبير مع بروتوكول HART، ويعمل بدائرة تغذية من 24 فولت تيار مستمر، مع غلاف NEMA 4X أو IP65 ودقة مصنفة ±0.5% من النطاق.
في هذا المشروع، تم استخدام علامتين لقياس تدفق غاز النيتروجين ، وكلاهما يعمل على خطوط قياس قطرها 20 مم (3/4 بوصة) مع حواف RF قياس 20 مم ووزن 150 رطل، وهيكل من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 مبطن بمادة PTFE، ونفس مخرج HART 4-20 مللي أمبير، ونفس غلاف NEMA 4X/IP65 المستخدم في مقياس UPW. يتراوح نطاق التدفق بين 0 و50 متر مكعب قياسي في الساعة (حوالي 29.4 قدم مكعب قياسي في الدقيقة)، مع نقطة تشغيل عادية تبلغ 15 متر مكعب قياسي في الساعة (8.8 قدم مكعب قياسي في الدقيقة).
تُستخدم خطوط تغطية الخزانات بالنيتروجين وخطوط التطهير هذه بكثرة في مصانع البتروكيماويات. فجميعها، من تغطية الخزانات وتطهير الأجهزة وغاز منع التسرب، تستمد الغاز من نفس خط التوزيع الرئيسي، وعادةً ما يكون لكل فرع مؤشر تدفق محلي خاص به، ما يسمح للمشغلين بالتأكد من وصول الكمية الصحيحة إلى المكان المطلوب.
تؤثر كثافة الغاز على حجم مقياس التدفق الدوراني بشكل مختلف عن تأثيرها على السوائل. تشير هذه المواصفات إلى وزن جزيئي قدره 28، وهو وزن النيتروجين، ولزوجة قدرها 0.01 سنتي بواز. سيعطي مقياس التدفق الدوراني المُعاير باستخدام غاز مختلف أو ضغط مرجعي مختلف قراءة خاطئة، وأحيانًا بفارق كبير، لذا كان من الضروري معايرة العوامة والمقياس هنا باستخدام غاز التشغيل الفعلي وضغط التشغيل الأقصى المحدد وهو 5 كجم/سم² (71 رطل/بوصة مربعة) وضغط التشغيل العادي وهو 2 كجم/سم² (28 رطل/بوصة مربعة). كانت درجة الحرارة القصوى 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت)، مع التشغيل العادي في درجة حرارة الغرفة.
كانت الوحدة الرابعة هي الشاذة. نفس مقاس خط 3/4 بوصة (DN20) ووصلة تردد لاسلكي 3/4 بوصة 150# مثل وحدتي HART المذكورتين أعلاه، ولكن بدون مخرج إرسال على الإطلاق، فقط ميزان محلي. تم تغيير مادة الأنبوب والعوامة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 مع بطانة PTFE إلى PVC شفاف. انخفض نطاق التدفق إلى 0-7 متر مكعب قياسي/ساعة، حوالي 4.1 قدم مكعب قياسي في الدقيقة، وكان تصنيف الضغط أقل أيضًا، 5 كجم/سم² (71 رطل/بوصة مربعة) كحد أقصى ولكن 1 كجم/سم² (14 رطل/بوصة مربعة) فقط في ظل التشغيل العادي.
يُعدّ هذا إجراءً شائعًا لخفض التكاليف في فروع المرافق ذات الأهمية المنخفضة. إذ يُكلّف مقياس الضغط الدوراني ذو الأنبوب البلاستيكي الشفاف جزءًا بسيطًا من تكلفة وحدة إرسال HART المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، وبالنسبة لخط يحتاج المشغل فقط إلى إلقاء نظرة سريعة عليه أثناء الفحص الدوري، غالبًا ما يكون هذا هو الخيار الأمثل. ولكن مقاييس الضغط الدوراني ذات الأنابيب البلاستيكية تتميز بحدود ضغط ودرجة حرارة أقل من تلك الموجودة في الوحدات ذات الأنابيب المعدنية، لذا يجب أن يبقى ضغط التشغيل في هذا الفرع ضمن الحدّ المُصنّف للأنبوب، وليس فقط ضمن ضغط تصميم العملية.
| المعلمة | واجب UPW (DN25) | N2 Duty, HART (DN20) | N2 خدمة محلية فقط (DN20) |
| حجم الخط | 1" (DN25) | 3/4 بوصة (DN20) | 3/4 بوصة (DN20) |
| اتصال العملية | 1" 150# RF | 3/4 بوصة 150# RF | 3/4 بوصة 150# RF |
| مادة الأنبوب / العوامة | هيكل من الفولاذ المقاوم للصدأ 316، وبطانة من مادة PTFE | هيكل من الفولاذ المقاوم للصدأ 316، وبطانة من مادة PTFE | مادة PVC شفافة |
| سائل | الماء فائق النقاء (UPW)، سائل | النيتروجين (N2)، غاز | النيتروجين (N2)، غاز |
| نطاق التدفق | 0-250 كجم/ساعة | 0-50 نيوتن متر مكعب/ساعة | 0-7 نيوتن متر مكعب/ساعة |
| أقصى تدفق | 250 كجم/ساعة (1.1 جالون/دقيقة) | 50 نيوتن متر مكعب/ساعة (29.4 قدم مكعب قياسي في الدقيقة) | غير محدد |
| تدفق طبيعي | 150 كجم/ساعة (0.66 جالون/دقيقة) | 15 نيوتن متر مكعب/ساعة (8.8 قدم مكعب قياسي في الدقيقة) | غير محدد |
| أقصى ضغط | 5 كجم/سم2G (71 رطل لكل بوصة مربعة) | 5 كجم/سم2G (71 رطل لكل بوصة مربعة) | 5 كجم/سم2G (71 رطل لكل بوصة مربعة) |
| ضغط الدم الطبيعي | 3 كجم/سم2G (43 رطل/بوصة مربعة) | 2 كجم/سم2G (28 رطل لكل بوصة مربعة) | 1 كجم/سم2G (14 رطل لكل بوصة مربعة) |
| أقصى درجة حرارة | 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت) | 60 درجة مئوية (140 درجة فهرنهايت) | موسيقى الخلفية |
| إشارة الخرج | 4-20 مللي أمبير هارت | 4-20 مللي أمبير هارت | على نطاق محلي فقط |
| مزود الطاقة | يعمل بدائرة كهربائية بجهد 24 فولت تيار مستمر | يعمل بدائرة كهربائية بجهد 24 فولت تيار مستمر | لا أحد |
| فئة الإحاطة | NEMA 4X / IP65 | NEMA 4X / IP65 | غير محدد |
| انخفاض الضغط المسموح به | 0.5 كجم/سم2G (7.1 رطل/بوصة مربعة) | 0.5 كجم/سم2G (7.1 رطل/بوصة مربعة) | 0.5 كجم/سم2G (7.1 رطل/بوصة مربعة) |
| دقة | ±0.5% من المدى | ±0.5% من المدى | ±0.5% من المدى |
لم تتطلب أي من نقاط التدفق الأربع هذه الدقة أو التكرارية التي تبرر استخدام مقياس كوريوليس أو مقياس كهرومغناطيسي. يقع معدل ضخ الماء فائق النقاء (UPW) الذي يقل عن 1.1 جالون في الدقيقة، ومعدل تدفق النيتروجين في فروع المرافق الذي يقل عن 30 قدمًا مكعبًا قياسيًا في الدقيقة، ضمن النطاق الذي تكون فيه دقة مقياس التدفق الدوراني ذي الأنبوب المعدني (±0.5% من المدى) أكثر من كافية، حيث تُعد التكلفة المنخفضة للتركيب عاملاً مهماً.
من المهمّ ذكر هذه المفاضلة بوضوح. تعتمد قراءة مقياس التدفق الدوراني على كثافة السائل المارّ عبره. بتغيير نوع الغاز، أو تغيير الضغط بشكل ملحوظ، أو تغيير الكثافة النوعية للسائل، تصبح المعايرة غير صالحة ما لم يكن المقياس مصممًا ومعايرًا خصيصًا لتلك الظروف. لهذا السبب، حدّدت كل بطاقة في هذا المشروع نوع السائل والضغط ودرجة الحرارة الخاصة بها، بدلًا من إعادة استخدام معايرة واحدة لجميعها.
بالنسبة للنقاط التي تُغذّي فيها قراءة التدفق نظام التحكم الموزع (DCS) أو تُسجّل في سجل الدفعات، نوصي باستخدام مخرج HART بقوة 4-20 مللي أمبير، كما هو موضح في ثلاثة من العلامات الأربع هنا. أما بالنسبة لخطوط التنقية أو التهوية حيث يكفي فحص بصري سريع، فإنّ النسخة ذات الأنبوب الشفاف والمؤشرات المحلية فقط تُبقي التكلفة منخفضة دون التضحية بأي شيء يحتاجه التطبيق فعليًا.
إذا كنت تقوم بتحديد حجم مقاييس التدفق الأنبوبية المعدنية لمزيج مماثل من مهام المعالجة والمرافق، فأرسل لنا حجم الخط (DN أو NPS)، والسائل والطور، والضغط (بار أو كجم/سم2G)، ودرجة الحرارة (°C)، ونطاق التدفق (كجم/ساعة أو Nm3/ساعة) لكل علامة، بالإضافة إلى ما إذا كنت بحاجة إلى خرج HART 4-20 مللي أمبير أو مؤشر محلي فقط.
بريد إلكتروني sales@silverinstruments.com وسنقوم بتحديد حجم كل نقطة وتقديم عرض سعر لها بشكل فردي.
