Đồng hồ đo lưu lượng hơi rất cần thiết cho hoạt động hiệu quả và an toàn của nhà máy. Có nhiều loại đồng hồ đo lưu lượng hơi và tất cả chúng đều có ưu và nhược điểm cho các ứng dụng khác nhau.
Dưới dây là 7 nguyên lý đo lưu lượng dùng cho hơi nước:
- Differential pressure flowmeter
- Vortex flowmeter
- Variable area flowmeter (Rotameter)
- Target Flowmeter
- Turbin Flowmeter
- Coriolis flowmeter
- Ultrasonic flowmeter
Xem Nhanh Nội Dung
1. Differential Pressure Flowmeter
Đồng hồ đo lưu lượng hơi Theo nguyên lý chênh áp (DP Flowmeter) chiếm hơn một nửa số lưu lượng kế được bán cho các ứng dụng đo lưu lượng hơi nước.
DP Flowmeter dùng cho hơi nước cũng như cho chất lỏng và chất khí có nhiều ưu điểm và nhược điểm:
Các nhược điểm bao gồm: giảm áp suất, hao mòn theo thời gian. DP Flow transmitter có phạm vi đo hẹp và phụ thuộc vào phương pháp căn bậc hai để tính toán lưu lượng.
Mặt khác, DP Flow transmitter cung cấp một số lợi thế khá hấp dẫn khi nói đến đo lưu lượng hơi nước. Ví dụ, chúng tương đối rẻ và yêu cầu đoạn ống thẳng ngắn. Bộ đo lưu lượng đa biến (Multivariable DP flow transmitters) có khả năng đo áp suất, nhiệt độ, do đó cho phép đo lưu lượng khối lượng .
Hiệu quả của bộ truyền dòng DP đối với dòng hơi phụ thuộc vào phần tử cảm biến (primary element) được sử dụng. Flow nozzle thích hợp với dòng hơi có nhiệt độ cao và áp suất cao. Các tấm Orifice được sử dụng rộng rãi để đo lưu lượng hơi nước. Trên thực tế, tất cả các phần cảm biến, bao gồm ống Pitot, ống Venturi và phần tử hình nêm (wedge elements) đều có thể được sử dụng để đo lưu lượng hơi.
2. Vortex Flowmeter
Lưu lượng kế xoáy (Vortex Flowmter) có một số ưu điểm hơn các loại lưu lượng kế công nghệ mới khác khi đo lưu lượng khí và hơi.
Đo lưu lượng hơi vẫn còn là một ứng dụng tương đối mới đối với máy đo Coriolis, và việc sử dụng máy đo Coriolis để đo lưu lượng hơi mới chỉ bắt đầu xuất hiện. Trong khi máy đo siêu âm đã được sử dụng trong một số năm để đo lưu lượng hơi, lưu lượng hơi nước là một ứng dụng rất mới đối với chúng. Lưu lượng kế chênh lệch áp suất đa biến có thể được sử dụng để đo chất lỏng, khí và hơi nước. Tuy nhiên, hầu hết các lưu lượng kế DP đa biến về cơ bản có độ sụt áp lớn hơn đáng kể so với các thiết bị đo xoáy.
Ngoài khả năng chịu được nhiệt độ và áp suất quá trình cao, máy đo xoáy còn cung cấp phạm vi đo rộng, cho phép đo lưu lượng hơi nước ở các vận tốc khác nhau.
3. Variable Area Flowmeter
Variable Area Flowmeter, còn được gọi là Rotameter, được sử dụng hạn chế cho các ứng dụng hơi nước.
Một lý do là chúng thường không có tín hiệu đầu ra và phải được đọc thủ công, mặc dù một số công ty đã phát triển Rotameter với tín hiệu đầu ra.
Một lý do khác cho việc sử dụng hạn chế Rotameter là chúng có độ chính xác thấp. Nhiều Rotameter có mức độ chính xác trong khoảng +/- 5 đến +/- 10 %, thường không thích hợp cho các phép đo trong quy trình và nhà máy điện.
Nếu người dùng cuối muốn sử dụng đồng hồ giá rẻ, họ sẽ có nhiều khả năng thử lưu lượng kế DP hơn là đồng hồ đo diện tích thay đổi (Variable flowmeter)
Mặc dù vậy, máy đo diện tích thay đổi có ưu điểm là giá thành rẻ, chúng rất phù hợp cho các phép đo không quan trọng, nơi không yêu cầu độ chính xác cao.
4. Target Flowmeter
Tên gọi khác: Force Flowmeter
Target Flowmeter có thể được sử dụng cho các ứng dụng chất lỏng, khí và hơi nước, chúng chủ yếu được sử dụng để đo lưu lượng hơi. Target Flowmeter có thể đo cả hơi quá nhiệt và hơi bão hòa.
Máy đo mục tiêu không có bộ phận chuyển động và nó có thể chịu áp suất lên đến 15.000 PSIG và nhiệt độ lên đến 500 oF. Máy đo mục tiêu có thể phù hợp với hầu hết mọi kích thước đường trên 3/8″.
Mặc dù các Target Flowmeter được phát triển sau năm 1950, chúng được phân loại là máy đo theo công nghệ truyền thống, do cấu tạo chủ yếu là cơ khí.
Không rõ tại sao nhiều nhà cung cấp đã không chọn cung cấp đồng hồ này, bởi vì, theo nhiều cách, đồng hồ mục tiêu giống như đồng hồ đo xoáy nhất (Vortex Flowmeter). Máy đo mục tiêu dựa vào một phần thân được đưa vào dòng chảy, tương tự như phần thanh cản đặc trưng cho máy đo xoáy. Tuy nhiên, thay vì đếm các xoáy do thanh cản tạo ra giống như máy đo độ xoáy, máy đo mục tiêu đo lực tác động lên mục tiêu.
5. Turbine Flowmeter
Lưu lượng kế tuabin được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng chất lỏng và khí, nhưng chúng được sử dụng rất hạn chế để đo lưu lượng hơi.
Một vấn đề chính liên quan đến ảnh hưởng của sự ngưng tụ đối với độ chính xác của phép đo. Khi sự ngưng tụ xảy ra trong dòng chảy, chất lỏng trở thành hỗn hợp hơi nước và nước, tạo ra dòng chảy hai pha. Chất ngưng tụ có thể gây hại cho các cánh quạt và ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo.
Lưu lượng kế tuabin có lợi thế hơn vì chúng có thể hoạt động tốt hơn ở lưu lượng thấp hơn so với lưu lượng kế dạng xoáy. Chúng cũng có Turndow ratio tốt (có thể lên đến 25:1).
Điều kiện thuận lợi nhất để đo lưu lượng hơi bằng đồng hồ tua bin là đo hơi khô. Tuy nhiên, vì hơi nước rất dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ và áp suất, điều kiện dòng hơi có thể thay đổi rất nhanh. Hơi nước ổn định nhất tại lò hơi, nhưng các điểm lạnh có thể xảy ra trong đường dây, dẫn đến ngưng tụ.
Mời bạn đọc thêm: Các loại Đồng hồ nước – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
6. Coriolis Flowmeter
Mặc dù Coriolis Flowmeter có độ chính xác cao, và phạm vi hoạt động rộng, Chúng có thể đo nhiều loại lưu chất khác nhau: từ khí đến bùn, nhũ tương, nhựa đường, bột nhão và thậm chí cả nhựa nóng chảy.
Tuy nhiên, Máy đo Coriolis thường không được sử dụng trong hơi nước, do hơi nước quá nóng hoặc quá ẩm ướt, hoặc đường ống quá lớn. Máy đo độ xoáy (Vortex Flowmeter) phù hợp hơn với ứng dụng này.
Một lý do khác là Coriolis meter có giá quá cao, chúng thích hợp hơn với các ứng dụng quan trọng, đòi hỏi độ chính xác cao.
7. Ultrasonic Flowmeters
Lưu lượng kế siêu âm có nhiều ưu điểm hơn cả lưu lượng kế truyền thống và công nghệ mới. Chúng xâm lấn tối thiểu, có độ chính xác cao, không gây giảm áp suất và không có bộ phận chuyển động. Tuy nhiên, có một số hạn chế kỹ thuật làm cho dòng hơi trở thành một ứng dụng khó khăn cho lưu lượng kế siêu âm.
Một hạn chế của lưu lượng kế siêu âm áp dụng cho lưu lượng kế kẹp (Clamp-on ultrasonic flowmter). Tốc độ của sóng siêu âm truyền qua kim loại có thể khác với tốc độ của sóng truyền qua hơi nước. Điều này có thể cản trở việc tính toán chính xác lưu lượng hơi nước. Ngoài ra, độ dày chính xác của ống không phải lúc nào cũng được biết, do có tích tụ hoặc cặn bám trên thành ống.
Một hạn chế của lưu lượng kế siêu âm ống đệm (spoolpiece ultrasonic flowmter) là các đầu dò có thể trở nên quá nóng do nhiệt độ của hơi nước. Nếu điều này xảy ra, nó có thể làm hỏng các đầu dò. Mặc dù một số nhà cung cấp lưu lượng kế siêu âm đã tìm ra cách giải quyết thành công vấn đề này, nhưng nó vẫn là một thách thức kỹ thuật quan trọng.
Tóm Tắt
Hơi nước là lưu chất khó đo lường nhất, do đặc tính áp suất cao và nhiệt độ cao. Điều kiện dòng hơi thay đổi nhanh. Các Hãng sản xuất xuất lưu lượng kế luôn tìm các công nghệ mới đáng tin cậy. Các công nghệ được sử dụng để đo hơi nước nhiều nhất: DP Flowmeter, Vortex Flowmeter, Ultrasonic Flowmeter
Cảm ơn bạn đã đọc bài chia sẻ
Chúc bạn thành công!
Tâm Mr. – Admin
drgauges@gmail.com
Bài viết được dịch và tham khảo từ nhiều nguồn tài liệu: ProcessInstrumentation, Spirax Sarco, Krohne… với mong muốn cung cấp cái nhìn tổng quan về các công nghệ đo lưu lượng dùng cho hơi nước bằng tiếng Việt.
Mong nhận được góp ý của Bạn để bài viết được hoàn thiện hơn.
Bài viết cùng chuyên mục:
- Rotameter – Nguyên lý hoạt động, ưu và nhược điểm
- Thiết Bị Đo Lưu Lượng Kênh Hở là gì? Ưu, nhược điểm
- Các loại Đồng Hồ Đo Lưu Lượng Nước, Nguyên lý, Ưu, Nhược điểm
- Đồng hồ đo lưu lượng khí nén giúp giảm chi phí năng lượng như thế nào?
- Các loại Đồng hồ nước – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Thư viện bài viết:
Chia sẻ cho Bạn của Bạn!
[…] 7 loại đồng hồ đo lưu lượng hơi (Steam flowmeter) thường dùng trong nhà máy […]
[…] 7 loại đồng hồ đo lưu lượng hơi (Steam flowmeter) thường dùng trong nhà máy […]