Расходомеры жидкости: типы, характеристики, карта подбора

Выбор расходомера, оптимально соответствующего условиям эксплуатации задача не из легких. Необходимо учитывать характеристики среды, температурный режим, рабочее давление, динамический диапазон и другие факторы. Немаловажное значение имеют предел допустимой погрешности, требования к прямым участкам при монтаже, способ присоединения к процессу, а также межповерочный интервал и возможность поверки без демонтажа

При выборе средства измерения также исходят из того, какой расход предстоит учитывать: объемный или массовый. В данной статье мы рассмотрим наиболее востребованные приборы для измерения жидкости, а также приведем рекомендации специалистов ЗАО «ЭМИС».

Типы расходомеров жидкости

Вихревые

Данные приборы применяются для учета газа, пара и жидкостей вязкостью не более 7 мПа*с. Их традиционно используют на системах теплоснабжения и на трубопроводах промышленного назначения. Массовое применение они нашли также в нефтегазовой отрасли, благодаря таким техническим характеристикам, как широкий динамический диапазон, возможность работать при избыточном давлении до 30 МПа и на жидкостях с газовыми и механическими включениями, содержание которых может достигать 15% (применительно к «ЭМИС-ВИХРЬ 200»).

При этом предел максимальной температуры измеряемой среды составляет +450 °C. Поскольку расходомеры выполнены из нержавеющей стали, их можно эксплуатировать на коррозионно-активной среде, кроме того, такое исполнение востребовано в пищевой промышленности. Добавим к вышеперечисленным достоинствам цифровую обработку сигнала и возможность имитационной поверки. Немаловажную роль играет и их стоимость, которая ниже, чем, например, у кориолисовых измерителей расхода.

Однако, отметим, что вихревые приборы учета могут работать на однофазных средах с невысокой вязкостью, при содержании механических примесей ниже среднего. Также следует учитывать требования к монтажу — прямые участки должны быть не менее 10 Ду (после сужения), 12 Ду (после колена, тройника, расширения) до и 5 Ду после расходомера.

Рассмотрим несколько рекомендаций от руководителя направления инженерного сопровождения продаж Ильи Стромова.

Вопрос: Требуется измерять расход керосина, его плотность составляет 780−850 кг/м3. Необходимы выходной сигнал 4−20мА +HART, относительная погрешность 1% и взрывозащищенное исполнение;

Ответ: Рекомендую рассмотреть вихревой «ЭМИС-ВИХРЬ 200», а также кориолисовый «ЭМИС-МАСС 260». Они имеют выходной аналоговый сигнал 4−20мА +HART. На выбор представлены два вида взрывозащиты взрывонепроницаемая оболочка и искробезопасная цепь.

Вопрос: Стоит задача осуществлять коммерческий учет в системе на основе 40% раствора этиленгликоля. У него отсутствует электропроводность, а плотность меняется во времени, теплоемкость неизвестна: нет калибровочных таблиц. Что можете посоветовать?

Ответ: Для коммерческого учета этиленгликоля с концентрацией не выше 40%, можно применять:

Вихревой «ЭМИС-ВИХРЬ 200». На его точность не влияют значения электропроводности, плотности и теплопроводности среды. Однако, её температура должна быть не ниже -20°C, тогда вязкость не превысит предельного значения.

Кориолисовый «ЭМИС-МАСС 260». Для него вышеперечисленные физические величины также некритичны. Кроме того, максимальное значение вязкости составляет 1500 мПа*с;

Кориолисовые

По сравнению с вихревым методом измерения, кориолисовый является универсальным. При этом имеется возможность калибровки погрешности от 0,5% и 0,25% до 0,15% и 0,1% соответственно. Универсальность заключается в возможности работать в двух направлениях. Кроме того, сам кориолисовый метод измерения является прямым методом одновременного измерения массы и плотности, исходя из полученного значения которых, вторичный преобразователь прибора может с нормированной погрешностью высчитывать мгновенный объемный расход.

Как и вихревой, кориолисовый счетчик используется для измерения жидкостей и газов. При этом плотность среды может начинаться от 1 кг/м3, а минимальная погрешность — от 0,3 кг/м3 при калибровке на рабочей среде. Он может эксплуатироваться на вязких, а также на двухкомпонентных жидкостях. Зачастую кориолисовые массомеры выбирают в тех случаях, когда нужна высокая точность или необходимо учитывать процент содержания одного компонента по отношению к другому в общем потоке, что обеспечивается функцией «Компьютер чистой нефти».

Ниже приведены рекомендации по подбору от руководителя группы «Массовые расходомеры» Сергея Рогожина.

Вопрос: Подойдет ли массомер «ЭМИС-МАСС 260» для измерения битума БНД 60−90? Температура битума 140−200 °C.

Ответ: Данный прибор сможет производить учет битума, при этом предел максимальной температуры среды составляет +2000 °С. Также для этих целей подойдет роторный; счетчик «ЭМИС-ДИО 230», который допускается эксплуатировать при температуре измеряемой среды до +2500 °С, однако, он измеряет объем.

Вопрос: Какое оборудование подойдет для замера дебита жидкости, добываемой из нефтяной скважины?

Ответ
: Для измерения дебита нефтяной скважины возможно использовать массомер «ЭМИС"-МАСС 260». При этом динамическая вязкость не должна превышать 1500 мПа*с, не допускаются механические примеси, а содержание газовых включений не должно превышать 3%. При этом для обеспечения указанных условий эксплуатации возможно применение фильтра жидкости, аналогичного «ЭМИС-ВЕКТА 1210» и фильтра газа, аналогичного «ЭМИС-ВЕКТА 1215».

Вопрос: Какое оборудование рекомендуете из Вашей производственной линейки для учета мазута?

Ответ
: Расход мазута можно измерять с помощью следующих приборов: «ЭМИС-МАСС 260»; «ЭМИС-ДИО 230». Обращаю внимание, что значение имеет температура мазута при перекачке.


Электромагнитные

В тех случаях, когда измеряемая жидкость обладает высокой химической агрессивностью, оптимальным выбором является электромагнитный счетчик. Благодаря широкому перечню возможных материалов футеровки, он способен работать практически на любой среде, обладающей электропроводимостью.
Класс точности у него составляет 0,5%.

Также достоинствами являются минимальные длины измерительных участков и расширенный динамический диапазон (1:100 и выше). Однако, стоит учитывать, что типоразмеры для применения на трубопроводах большого диаметра (ДУ 600 и выше) будут иметь высокую цену.

Рассмотрим несколько конкретных рекомендаций от руководителя группы «Расходомеры и фильтры» Александра Овсиенко.

Вопрос: Какое оборудование посоветуете для определения объемов поступившего и выданного солевого раствора плотностью до 1,3 т/ м3. Класс защиты ExiaIICT4X, объем — 15 м3/час

Ответ: Для определения объема солевого раствора предлагаю электромагнитный «ЭМИС-МАГ 270» со взрывозащитой 1Exd[iа]IIС (Т4-Т6)Х. Для его применения необходимо, чтобы минимальная удельная проводимость измеряемой среды была 510−4 См/м.
Вопрос: Требуется учитывать соляную и азотную кислоты, температура которых может достигать +120 °C, а избыточное давление 8 кгс/см2. Трубопроводы имеют диаметры Ду50, Ду80 и Ду100. Что можете предложить?

Ответ: В этом случае Вам подойдет электромагнитный «ЭМИС-МАГ 270», который обладает стойкостью к агрессивной кислоте. Материал для футеровки проточной части следует выбрать ПТФ (фторопласт -4) и материал электродов ТА (тантал). Он может работать при температуре измеряемой среды до +180°C, с учетом дистанционного исполнения.
Вопрос: Возможно ли измерять электромагнитным счетчиком водно-нефтяную эмульсию с обводненностью 20%?

Ответ: «ЭМИС-МАГ 270» способен измерять двухкомпонентные среды, в том числе с обводненностью 20%, показывая объемный расход и накопленный объем. Однако, при этом не допускается присутствие газовых включений.


Ротаметры

Ротаметры, наряду с электромагнитными счетчиками, также способны работать на агрессивных средах, для чего используется футеровка из фторопласта. Как правило, их применяют на малых расходах. Погрешность при вертикальном исполнении для жидкости составляет до ± 1,0%, при горизонтальном исполнении ± 4%.

Обязательное требование для ротаметров вертикального исполнения: монтаж на строго вертикальном участке трубы с направлением потока среды снизу вверх. Для горизонтального: на строго горизонтальном участке с направлением потока слева направо, либо справа налево.

На вопросы отвечает руководитель группы «Расходомеры и фильтры» Александр Овсиенко.

Вопрос: Требуется учитывать трансформаторное масло в отапливаемом помещении. Параметры следующие: расход 0,5…10 л/мин, давление 6 кг/см2. Прибор нужен с индикатором и функцией передачи данных на компьютер по выходному сигналу 4−20 мА.

Ответ: Рекомендую роторный счетчик «ЭМИС-ДИО 230». Его технические характеристики соответствуют заданным условиям эксплуатации. Если вязкость масла находится в пределах до 5 МПа*с, то также Вы можете использовать ротаметр «ЭМИС-МЕТА 215».
Вопрос: Стоит задача измерения неравномерного потока жидкости с точностью ±1,5%. При этом при остановке потока периодически происходит её замерзание. Выходные сигналы — аналоговый токовый 4−20 мА, двухпроводная схема подключения. Диаметр трубы 15 мм.

Ответ: В данном случае оптимальным решением будет применение металлического ротаметра «ЭМИС-МЕТА 215». Он может использоваться с рубашкой обогрева (исполнение Т), со штуцерами, посредством которых подводится горячее масло, либо пар. Также это решение востребовано при необходимости сохранения температуры среды при её прохождении через ротаметр.
Вопрос: Нужен контроль потока воды на охлаждение при максимальном избыточном давлении 0,5 МПа. Точность — 2,5%. Внутренний диаметр трубопровода — 15 мм.

Ответ: Для контроля данного технологического процесса можем предложить ротаметр «ЭМИС-МЕТА 215» с двумя предельными выключателями верхним и нижним. Когда стрелка индикатора достигнет того или другого, сработает сигнал, который возможно использовать для световой/звуковой сигнализации или других электронных устройств, например, таких, как приводы запорной арматуры.


Роторные счетчики

В числе оборудования, рекомендуемого для измерения объема и объемного расхода вязких жидкостей, выше неоднократно упоминались роторные счетчики «ЭМИС-ДИО 230». Обычно их ставят на учет дизельного топлива, бензина, керосина и сжиженного газа на установках слива/налива, дозирования и перекачки нефтепродуктов. Они оснащены встроенным источником питания, при монтаже нет требований к прямым участкам. Погрешность составляет от 0,25% до 0,5%, предел давления — до 6,3 Мпа, допустимая вязкость — от 0,3 до 2000 мПа·с.

На вопросы отвечает руководитель группы «Расходомеры и фильтры» Александр Овсиенко.

Вопрос: Планируем подключить «ЭМИС-ДИО 230» к ПК. Установка программы «ЭМИСИнтегратор» произведена. Можем ли мы использовать в качестве преобразователя интерфейсов устройство ICP CON 7520A? Или необходимо устанавливать специальный преобразователь ОС ПК Windows 10?

Ответ: Для подключения к ПК по протоколу Modbus RTU подойдет любой преобразователь интерфейсов RS-485/USB (RS232), в том числе и ICP CON 7520A.
Вопрос: Что можете предложить для учета битума в составе оборудования асфальтобетонного завода на процессе дозирования?

Ответ: В этом случае предлагаем Вам использовать роторный счетчик «ЭМИС-ДИО 230».

Обращаем внимание, что оптимальный подбор возможен только после заполнения опросного листа, в котором необходимо указать все параметры технологического процесса и требования к техническим характеристикам прибора

СКАЧАТЬ ОПРОСНЫЙ ЛИСТ

ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ЖИДКОСТИ: КАРТА ВЫБОРА

С* — исполнение возможно по согласованию со специалистами

Если у вас остались вопросы по работе или подбору оборудования, вы можете задать их инженерам компании ЭМИС.