Pregătiţi pentru viitor: Măsurarea cu ultrasunete a debitului în instalaţiile cu faclă

Reglementările de mediu devin tot mai stricte în multe industrii la nivel global. În industria de rafinare, chimică şi petrochimică, tehnologia cu ultrasunete este deja consacrată de mulţi ani. Acum intră în joc presiunea cerinţelor tot mai mari de reglementare şi raportare.

Acest lucru are un impact puternic asupra necesităţii unei măsurări fiabile la faclă şi a disponibilităţii datelor – chiar şi în condiţii dificile. Deşi reglementările pentru industria de rafinare, chimică şi petrochimică sunt deja definite, putem observa şi în multe industrii căutarea proactivă de soluţii tehnice pentru a îndeplini viitoarele reglementări de mediu. Tehnologia cu ultrasunete oferă multe avantaje faţă de alte tehnologii, în special atunci când vine vorba de raportare.

Debitmetrul ultrasonic reprezintă o tehnologie consacrată în domeniul contorizării fluidelor. Aplicaţiile variază de la măsurarea pentru transferul de custodie la măsurarea debitului la faclă sau controlul emisiilor. În principiu, debitmetrele cu ultrasunete măsoară diferenţa de timp de tranzit cu şi împotriva fluidului care curge pe o cale acustică şi deduc viteza medie de curgere din această măsurătoare. Aici, „viteza medie de curgere” înseamnă viteza medie de curgere pe secţiunea transversală a conductei.

Unul dintre principalele scopuri ale măsurării debitului la faclă este contabilizarea exactă a GES (emisii de gaze cu efect de seră). Accentul pus pe măsurarea precisă a emisiilor de gaze cu efect de seră a crescut în ultimii ani. Taxele şi impozitele pentru poluarea aerului cresc continuu. Astfel, creşte şi nevoia de măsurători precise şi disponibile. Cerinţele pentru tehnologia de măsurare, având în vedere condiţiile dificile impuse de gazele de faclă, reprezintă o provocare în industria petrolului şi gazelor, precum şi în industria chimică şi petrochimică:

• Viteze ale gazului de la 0 m/s la 120 m/s
• Schimbări rapide ale vitezei gazului
• Amestecuri de gaze care se modifică rapid, inclusiv gaze naturale, hidrogen, dioxid de carbon etc.

Asigurarea disponibilităţii măsurătorilor chiar şi la cele mai mari viteze ale gazelor este una dintre cele mai importante caracteristici ale unui sistem de măsurare a gazelor de faclă. Tehnologia inovatoare ASC (tehnologie de corelare activă a sunetului) extinde intervalul anterior de debit maxim cu până la 30%. ASC corelează viteza gazului cu zgomotul specific aplicaţiei generat în condiţii de debit ridicat. În acest caz, senzorul funcţionează ca un microfon. Tehnologia ASC patentată permite astfel o acoperire şi mai bună a posibilelor evenimente legate de gazele de faclă.

Conectarea software-ului şi a firmware-ului permite accesul către o mulţime de funcţii şi beneficii noi: Sistemul de automonitorizare furnizează date valoroase privind starea dispozitivului, indică tendinţe şi evidenţiază modificările relevante. Defecţiunile sunt detectate şi documentate imediat; astfel, se poate evita depanarea care necesită timp. La cerere, sistemul se autoverifică şi înregistrează starea curentă. În acest fel, utilizatorii au la îndemână o modalitate foarte simplă de a crea documente care ajută la demonstrarea faptului că reglementările privind emisiile sunt îndeplinite. – totul de la distanţă şi fără trimiterea unui tehnician de service în teren. Acest lucru reduce în mare măsură riscurile operaţionale şi pentru siguranţă.

Sistemele de automonitorizare precum i-diagnostics™ susţin trecerea de la întreţinerea în funcţie de intervalul de timp la întreţinerea în funcţie de stare – ceea ce duce la reducerea numărului de intervale de service şi, prin urmare, la reducerea costurilor de întreţinere.

Contoarele pentru gazele faclă cu tehnologie cu ultrasunete sunt utilizate în diverse aplicaţii cu cerinţe diferite, prin urmare, este necesară o cunoaştere aprofundată a provocărilor individuale pentru a oferi soluţia potrivită. În industria de rafinare, de exemplu, reglementările actuale EPA din SUA impun o putere calorifică minimă a zonei de ardere de 270 BTU/scf. De asemenea, este necesar un parametru de diluţie a puterii calorifice nete de NHVdil ≥ 22 BTU/ft2 pentru toate faclele asistate de abur. Toate acestea în timp ce se menţine o eficienţă ridicată a arderii. Pentru a îndeplini aceste cerinţe şi a menţine temperatura de încălzire la nivelul necesar, debitmetrele cu ultrasunete pentru gaz pot fi utilizate şi pentru a controla alimentarea cu abur.

Noul contor pentru gaze de faclă FLOWSIC100 Flare-XT este disponibil în trei versiuni diferite. Toate versiunile sunt disponibile ca sistem de măsurare cu 1 sau 2 căi. Sistemele instalate în conductă transversală şi sistemele cu sondă cu duză unică sunt disponibile cu oricare configuraţie a căii. Versiunea cu sondă este potrivită pentru montaj compact, pe o singură parte, ceea ce reduce la minim lucrările de instalare necesare. Versiunea cu 2 căi atinge niveluri ridicate ale preciziei de măsurare chiar şi în condiţii dificile de debit şi oferă redundanţă măsurătorilor. Un mecanism de retragere a dispozitivului permite, de asemenea, înlocuirea simplă şi rapidă a senzorilor în timpul funcţionării instalaţiei. Unitatea de interfaţă puternică se conectează uşor la o gamă largă de sisteme şi reţele datorită numeroaselor sale interfeţe.

Unitatea de interfaţă procesează semnalele primite şi calculează parametri, precum greutatea moleculară, debitul masic şi volumul de gaz, precum şi valori de referinţă standardizate. Prin intermediul unei interfeţe cu infraroşu, sistemul poate fi operat intuitiv de pe un laptop sau o tabletă datorită software-ului FLOWgate™. Interfeţele Ethernet şi RS-485 integrate permit monitorizarea de la distanţă a stării dispozitivului.

Parametrii cheie şi datele valorilor măsurate, cum ar fi debitul volumic, debitul masic sau greutatea moleculară, sunt procesate, evaluate şi stocate în mod fiabil. În acest sens, memoria internă permite arhivarea permanentă a datelor într-o manieră sigură şi structurată. Datorită comunicării digitale fără interferenţe, unitatea de interfaţă poate fi instalată la o distanţă de până la 1.000 m de punctul de măsurare. Prin urmare, nu mai este necesară o unitate de comandă locală, încapsulată sub presiune şi potenţial costisitoare.

Unele principii de măsurare, cum ar fi măsurarea masei termice, necesită gaz curat pentru a funcţiona corect. Tehnologia cu ultrasunete poate elimina depunerile sau contaminarea senzorilor prin amplificarea automată a semnalului. Astfel sunt optimizate intervalele de întreţinere, durata de funcţionare a dispozitivului de măsurare este maximizată şi costurile de funcţionare sunt reduse. În plus, măsurarea cu ultrasunete a gazelor de faclă este singura tehnologie care poate funcţiona într-un interval de măsurare de până la 1:4000. Nu este nevoie să vă concentraţi asupra unei condiţii de debit ridicat sau scăzut, deoarece sunt posibile viteze de măsurare de la 0,03 m/s până la 120 m/s.

Pentru cerinţele din amonte, de exemplu, în aplicaţiile de fracturare hidraulică, Endress+Hauser pune la dispoziţie şi transmiţătorul FLOWSIC100 Flare-XT – fiabil şi robust, fără recalibrare. Senzorii sunt conectaţi direct la un computer de debit existent. Unitatea de interfaţă nu este necesară cu această configuraţie a produsului şi nu sunt necesare nici transmiţătoare de presiune sau temperatură.

Pentru măsurarea debitului gazelor de faclă, fiecare aplicaţie este diferită: temperatura, presiunea, matricea de gaz, viteza etc. pot varia total. De aceea, Endress+Hauser oferă evaluarea individuală a aplicaţiei pentru fiecare punct de măsurare şi identifică soluţia optimă. După evaluare, clientului i se furnizează o fişă tehnică de evaluare a aplicaţiei cu gaze de faclă pentru fiecare punct de măsurare – la nivel mondial.