화학 생산에서 유화계의 응용 및 실습

화학 물질의 폐쇄 루프 자동 제어 시스템 생산, 압력, 액체 레벨, 온도 및 유량은 4 개의 코어 프로세스 파라미터로서 통칭된다. 그 중 유량 매개 변수는 반응물 비율의 정확도, 에너지 소비 효율 및 제품 품질 안정성을 직접 결정합니다. 유량 매개 변수를 모니터링하기위한 핵심 장치로서 유량계는 화학 생산 라인의 "펄스 모니터" 와 같습니다. 측정 정확도와 운영 안정성은 생산 안전, 환경 준수 및 경제적 이익에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 기사는 화학 산업의 요구에서 시작하여 유량계의 전체 공정 적용의 핵심 가치, 주류 유형 및 핵심 사항을 체계적으로 분석합니다.

화학 공학 시나리오에서 유량계의 핵심 요구 사항

매체의 다양성과 화학 생산에서의 작업 조건의 복잡성은 유량계에 엄격한 요구 사항을 부과하며, 이는 세 가지 핵심 요구로 구체적으로 요약 될 수 있습니다.

1.1 정확도 적응성: 정확도 요구 사항은 시나리오마다 크게 다릅니다. 무역 정산 및 탄소 배출 회계와 같은 계측 수준 시나리오에서는 원자로 공급 제어와 같은 제어 수준 시나리오에서 ± 0.2% FS에서 ± 0.5% FS의 정확도가 필요합니다. ± 0.1% FS의 반복성 및 500ms 미만의 응답 속도가 강조된다. 예를 들어, 합성 암모니아의 생산에서 원료 가스의 유속이 약간 편차가 있어도 전환율이 감소 할 수 있습니다. 유량계가 장기 고정밀 및 안정적인 작동을 유지하는 것이 필요합니다.

1.2 작동 조건 공차: 화학 매체는 종종 부식성 및 고점도 특성을 갖는다. 작업 조건은 주로 고온 및 고압을 포함합니다 (예: 열 전달 오일의 온도는 350 ℃에 도달 할 수 있고 반응 용기의 압력은 10MPa 를 초과 함). 가연성 및 폭발의 위험이 있습니다. 따라서 유량계는 해당 방폭 등급 (본질 안전형 ExiaIIC T6 또는 내화형 ExdiIIC T6 등) 과 재료의 내후성이 요구된다.

1.3 시스템 호환성: HART 및 Modbus와 같은 산업 통신 프로토콜을 지원해야하며 DCS/SCADA 제어 시스템에 원활하게 통합되어 흐름 데이터의 실시간 업로드를 달성해야합니다. 원격 모니터링 및 밸브와 같은 액추에이터와의 연동 제어, 생산 최적화를위한 데이터 지원 제공.

2. 유량계의 전체 프로세스 적용을위한 핵심 포인트

유량계의 정확한 작동은 "선택-설치-유지 보수-교정" 의 전체 프로세스 제어에 의존합니다. 모든 링크에 대한 감독은 측정 편차로 이어질 수 있으며 생산 사고가 발생할 수도 있습니다.

2.1 과학적 선택: 작업 조건을 맞추는 것이 전제 조건입니다

선택에는 평가 시스템이 필요합니다. 첫째, 중간 유형 (액체/가스/슬러리), 전도도 및 점도와 같은 주요 매개 변수를 명확하게 정의하십시오. 둘째, 온도, 압력 범위 및 방폭 요구 사항을 확인하십시오. 마지막으로 측정 대상 (계측 등급/제어 등급/모니터링 등급) 과 함께 정확도 등급을 선택하십시오. 예를 들어, 특정 전력 회사의 보일러 수의 탈염 시스템에서 와류 유량계의 초기 선택은 불충분 한 직선 파이프 섹션으로 인해 측정 편차를 초래했습니다. 직선 파이프 섹션을 요구하지 않고 코리올리 유량계로 교체 한 후 화학 희석의 정확성이 크게 향상되었으며 화학 비용은 30% 감소했습니다.

2.2 유지 보수 교정: 안정적인 작동을 위한 보증

일일 유지 보수는 유량계의 유형에 따라 차별화 된 방식으로 수행되어야합니다. 와류 유량계의 경우 3 개월마다 소용돌이 발생기를 청소하십시오. 전자기 유량계의 경우, 6 개월마다 라이닝 표면을 청소하십시오. 초음파 유량계의 경우 매년 변환기의 상태를 확인하십시오. 보정 사이클은 응용 프로그램 시나리오와 일치해야합니다. 계측 수준 시나리오의 경우 교정은 6 개월에 한 번 수행해야하며 제어 수준 시나리오의 경우 1 년에 한 번 수행해야합니다. 교정은 측정 범위의 10%, 50% 및 90% 세 가지 주요 노드를 포괄하여 선형성 오류가 ≤ 0.5% FS임을 보장합니다.

3. 실제 적용 사례: 문제에서 해결책으로

특정 암모니아 합성 생산 기업은 한때 원료 가스 (수소와 질소) 의 불안정한 비율 문제에 직면했습니다. 이는 단지 82% 및 비교적 높은 에너지 소비의 암모니아 전환율을 가져왔다. 조사 후, 원래 사용 된 차압 유량계는 가스의 압축성으로 인해 ± 2.5% 의 측정 오차를 가졌으며, 이는 1:3 정확한 비율 요구 사항을 충족시킬 수 없었습니다.

해결책: 소용돌이 유량계로 교체하십시오. 이 유형은 가스 매체의 온도 및 압력 보상 알고리즘을 최적화하여 측정 정확도를 ± 0.8% 향상시킵니다. 또한 이중 와류 구조와 감쇠 합금 재료를 채택하여 파이프 라인 진동의 간섭에 효과적으로 저항합니다. 동시에, 흐름 데이터는 공급 밸브와의 연동 제어를 달성하기 위해 Modbus 프로토콜을 통해 DCS 시스템에 연결된다. 흐름 편차가 ± 0.5% 를 초과하면 밸브 개구가 자동으로 조정됩니다. 변환 후, 원료 가스 비율의 정확도는 ± 0.3% 내에서 안정적으로 유지되었고, 암모니아 전환율은 89% 로 증가했으며, 연간 에너지 소비 비용은 약 1.2 만 위안 감소했습니다.

4. 결론: 유량계

화학 산업이 "지능형 제조" 로 전환됨에 따라 유량계는 단일 측정 장치에서 "지각 분석 진단" 의 통합 터미널로 업그레이드되고 있습니다. 미래에는 무선 통신, 예측 유지 보수 (진동 및 온도 데이터를 통한 오류 예측) 및 에지 컴퓨팅 기능을 갖춘 지능형 유량계가 주류가 될 것입니다. 산업용 인터넷 플랫폼과 결합하여 흐름 데이터의 전체 수명주기 관리를 달성하여 화학 생산의 정확한 제어 및 에너지 절약 및 소비 감소에 대한보다 견고한 지원을 제공합니다.