Với dòng sản phẩm SITRANS FP, Siemens cung cấp giải pháp hoàn chỉnh cho việc đo chênh lệch lưu lượng áp suất. Công nghệ lâu đời này phù hợp cho mọi loại ứng dụng – chất lỏng, khí khô hoặc ẩm và hơi nước. Do thiết kế mạnh mẽ nhưng có thể thay đổi, nó đã và vẫn là một trong những công nghệ chính để đo lưu lượng trong các ngành công nghiệp khác nhau.

Dòng sản phẩm mới mang lại sự linh hoạt hoàn toàn cho quy trình của bạn. SITRANS FP không phải là sự thay thế đơn giản cho chương trình lỗ khoan trước đây của chúng tôi mà là một thiết lập hoàn toàn mới. Quy trình định cỡ kỹ thuật số mới đảm bảo nỗ lực tối thiểu trong quá trình bán trước và truy xuất nguồn gốc đầy đủ trong quá trình hậu mãi. Danh mục áp suất chênh lệch bao gồm hệ thống đo ống pitot trung bình SITRANS FPS300 và các bộ phận chính theo tiêu chuẩn ISO 5167 (lỗ) SITRANS FPS200.

Tổng quan về sản phẩm

Các phần tử chính SITRANS FP230/FPS200 theo tiêu chuẩn ISO 5167

Ống pitot trung bình SITRANS FP330/FPS300

Lựa chọn thiết bị

Lựa chọn thiết bị SITRANS FP có sẵn thông qua Cổng thông tin vòng đời PIA và hỗ trợ bạn chọn thiết bị phù hợp trong danh mục này: pia-portal.automation.siemens.com

Sau khi đăng ký, bạn có quyền truy cập vào quy trình định cỡ dựa trên web để tạo ID tham chiếu có thể được sử dụng làm dữ liệu ứng dụng cho quy trình đặt hàng.

• Thích hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau
• Có sẵn dưới dạng hệ thống nhỏ gọn được gắn sẵn cũng như các bộ phận từ xa
• Quy trình định cỡ thông minh nâng cao
• Lưu trữ dữ liệu và định cỡ dựa trên web cho phép truy xuất nguồn gốc đầy đủ và giao tiếp dễ dàng
• Tất cả các lợi ích của SITRANS P320 đều có sẵn

Thiết bị SITRANS FP230/330 có thể áp dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau:

Công nghiệp hóa chất

• Vật liệu khác nhau cho các chất hung hăng
• Namur NE107, tự giám sát và chẩn đoán
• Namur NE21, tăng cường sự tuân thủ EMC
• Đo các môi trường chất lỏng và khí khác nhau

Ngành dầu khí

• Thiết lập hoàn chỉnh làm bằng thép không gỉ
• Thiết kế mạnh mẽ và công nghệ được thiết lập tốt
• Đo hydrocarbon lỏng và khí

Ngành công nghiệp điện

• Phê duyệt QAL1 cho các ứng dụng giám sát khí thải liên tục theo EN 15267
• Thiết kế cụ thể cho các ứng dụng hơi nước
• Đo hơi nước, nước ngưng tụ và nước

và những người khác

• Thiết bị tiết kiệm chi phí
• Vận hành dễ dàng

Phương thức hoạt động

Cái gọi là phần tử chính (tấm lỗ, ống pitot lấy trung bình, v.v.) tạo ra chênh lệch áp suất. Áp suất được truyền đến tế bào đo của bộ truyền áp suất chênh lệch. Điều này có thể được thực hiện thông qua một hệ thống lắp đặt nhỏ gọn trong đó bộ truyền áp suất chênh lệch được lắp đặt trực tiếp tại bộ phận chính hoặc lắp đặt từ xa thông qua các đường ống được lắp đặt riêng biệt kết nối bộ phận chính và bộ truyền áp suất chênh lệch.

Các loại và thiết kế khác nhau của các phần tử chính để đo lưu lượng chênh lệch áp suất đã được thiết lập trong lịch sử. Các bộ phận chính truyền thống như máy đo lỗ được hài hòa trong tiêu chuẩn quốc tế ISO 5167. Các bộ phận chính khác như ống pitot lấy trung bình cũng tuân theo nguyên tắc làm việc tương tự, chúng không được tiêu chuẩn hóa nhưng được sử dụng và chấp nhận rộng rãi.

Nguyên lý của phương pháp chênh lệch áp suất

Nguyên lý của phương pháp chênh áp: Đường cong áp suất tại tấm tiết lưu

Phương pháp chênh lệch áp suất dựa trên định luật liên tục và phương trình năng lượng Bernoulli. Một thiết bị đo chênh lệch áp suất chính được lắp đặt tại điểm đo để đo lưu lượng. Phần tử chính hạn chế đường ống.

Theo định luật liên tục, dòng khối của chất lỏng chuyển động (khí, hơi nước hoặc chất lỏng) trong đường ống là như nhau ở mọi điểm. Nếu mặt cắt ngang giảm tại một điểm thì tốc độ dòng chảy phải tăng tại điểm này. Do đó, hạn chế gây ra áp suất quá mức ngay phía trước phần tử chính và giảm áp suất phía sau phần tử chính. Sự giảm áp suất này bị ảnh hưởng rất lớn bởi mức độ hạn chế. Mức độ này thường được đo theo mối quan hệ giữa đường kính giới hạn với đường kính của ống, tỷ lệ đường kính β:

β = d/D

Sự chênh lệch giữa quá áp trước phần tử chính và áp suất thấp hơn sau phần tử chính được gọi là áp suất chênh lệch (Δ p , “delta p”). Theo phương trình năng lượng Bernoulli, căn bậc hai của chênh lệch áp suất tỷ lệ thuận với tốc độ dòng chảy:

q ~ √Δp

Áp suất chênh lệch được tạo ra được phục hồi một phần với khoảng cách vừa đủ đến phần tử chính nhưng vẫn tồn tại mức giảm áp suất vĩnh viễn, Δ ω .

Phương trình dòng chảy chính xác của ISO 5167 còn xem xét thêm các đặc tính của thiết bị sơ cấp, đường ống và chất lỏng:

q = f(C, Δp, ρ, ε, β)

Ở đâu:

• q : dòng khối
• Δp : chênh lệch áp suất
• C : “hệ số xả”
• ρ : mật độ chất lỏng trước điểm đo
• ε : số mở rộng
• β : tỉ số đường kính

Hệ số C được xác định trong quá trình thiết kế lưu lượng kế chênh lệch áp suất. Đối với một số loại lưu lượng kế nhất định, nó là một hằng số (ví dụ như lưu lượng kế Venturi), đối với các loại khác, nó hơi phi tuyến tính và phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy (lưu lượng kế lỗ).

Số giãn nở xem xét sự thay đổi tính chất chất lỏng do chính sự chênh lệch áp suất.

Tất cả các yếu tố sẽ được xem xét trong quá trình thiết kế lưu lượng kế chênh lệch áp suất.

Đối với các ứng dụng đo lưu lượng trong đó tất cả các đại lượng (mật độ, áp suất, nhiệt độ, v.v.) có thể – với đủ độ chính xác – được coi là không đổi, nó có thể được rút gọn về mối quan hệ cơ bản nêu trên:

q ~ √Δp

Đo lưu lượng chênh lệch áp suất trong thực tế

Phép đo lưu lượng chênh lệch áp suất thường bao gồm ít nhất 3 thành phần:

• phần tử chính (lỗ, ống pitot, v.v.)
• đa tạp (cộng với van ngắt chính để lắp đặt từ xa)
• máy phát áp suất chênh lệch

Hình ảnh trên cho thấy tất cả các bộ phận này được lắp đặt cùng nhau theo cách sắp xếp “nhỏ gọn” (bộ truyền áp suất đa dạng và chênh lệch nằm phía trên bộ phận chính).

Tùy thuộc vào quy trình, ứng dụng có thể yêu cầu các thành phần bổ sung như:

• đo áp suất tuyệt đối
• đo nhiệt độ

cũng được trình bày ở trên. Nếu áp suất tuyệt đối và/hoặc nhiệt độ không đổi thì các đại lượng này cũng phải được đo để tính toán sự thay đổi mật độ gây ra bởi sự thay đổi của các điều kiện quy trình này. Quá trình này được gọi là “bù” nghĩa là tính toán lại mật độ chất lỏng thực tế dựa trên các điều kiện quy trình thực tế như đã giải thích ở trên.

Dựa trên các mối quan hệ được mô tả ở trên, các hệ thống đo chênh lệch áp suất thường cho thấy mối quan hệ căn bậc hai giữa chênh lệch áp suất và lưu lượng. Do đó, cần có một bộ truyền căn bậc hai để tạo ra đặc tính dòng tuyến tính. Nếu không có đặc tính căn bậc hai nào được chọn, máy phát sẽ phát ra tín hiệu tỷ lệ với chênh lệch áp suất.

Việc chuyển đổi từ chênh áp sang lưu lượng phải được thực hiện trong hệ thống tiếp theo (máy tính lưu lượng, DCS, v.v.). Điều này là bắt buộc nếu các phép đo bổ sung như áp suất tuyệt đối và/hoặc nhiệt độ được kết nối với hệ thống như vậy để điều chỉnh những thay đổi về mật độ vận hành (được gọi là “bù”).

Mối quan hệ giữa lưu lượng q và chênh lệch áp suất Δp