Flowmeter Siemens: Tổng quan các công nghệ đo lưu lượng SITRANS và cách lựa chọn cho ứng dụng của bạn

Lựa chọn thiết bị đo lưu lượng phải bắt đầu từ điều kiện vận hành

Trong nhà máy, cùng một câu hỏi “cần đo lưu lượng” có thể dẫn đến những giải pháp hoàn toàn khác nhau. Có điểm đo cần tổng hóa nước; có vị trí cần mass flow của nguyên liệu; có hệ thống cần kiểm soát hơi; có line không thể dừng để cắt ống; cũng có điểm đo chỉ cần chỉ thị tại chỗ hoặc cần dùng phần tử chênh áp theo tiêu chuẩn.

Vì vậy, lựa chọn flowmeter không nên bắt đầu bằng một model. Cần bắt đầu bằng môi chất, mục tiêu đo, điều kiện đường ống, dải lưu lượng, pressure/temperature, yêu cầu accuracy, output và khả năng lắp đặt.

Siemens phát triển danh mục SITRANS Flow Measurement theo sáu nhóm công nghệ: SITRANS FM electromagnetic, SITRANS FC Coriolis, SITRANS FS ultrasonic, SITRANS FX Vortex, SITRANS FVA lưu lượng kế kiểu phao và SITRANS FP differential pressure. Mỗi nhóm giải quyết một bài toán khác nhau.

1. SITRANS FM - Electromagnetic flowmeter

Ứng dụng và điều kiện lựa chọn

SITRANS FM là magnetic flowmeter, dùng để đo lưu lượng của chất lỏng dẫn điện. Đây là nguyên lý phù hợp với nhiều ứng dụng nước, nước thải, liquid process và các môi chất dẫn điện khác. Nên xem xét công nghệ này khi:

• Môi chất là liquid có conductivity phù hợp;
• Cần đo volumetric flow, totalizer hoặc đưa tín hiệu về PLC/DCS;
• Muốn dùng flow tube không có moving parts;
• Cần chọn liner/electrode theo chemical resistance, abrasion, pressure và temperature;
• Ứng dụng water, wastewater, utility, process hoặc các line chất lỏng dẫn điện.

Lợi ích và những điểm nổi bật

• Nhiều lựa chọn sensor, transmitter, size và material;
• Có giải pháp pulsed DC field, AC field và battery-operated water meter;
• Có thể dùng compact hoặc remote design theo điều kiện lắp đặt;
• Hỗ trợ diagnostics, verification, totalizer và các giao thức kết nối tùy dòng/cấu hình;
• Danh mục bao phủ từ point đo nhỏ đến tuyến ống lớn.

Electromagnetic model

• SITRANS FMS500, FMS300, FMS100 - FlowSensors for different application areas;
• SITRANS FM MAG 1100 / 1100 HT / 1100 F, MAG 3100, MAG 5100 W - sensors in the SITRANS FM portfolio;
• SITRANS FMT020, MAG 5000/6000, MAG 6000 I / I Ex - transmitter;
• SITRANS FM100 - flowmeter pulsed DC field;
• SITRANS FM TRANSMAG 2 with FlowSensor MAG 911/E - AC field technology;
• SITRANS FM MAG 8000 - battery-operated water meter.

Lưu ý: electromagnetic flowmeter không áp dụng cho gas, steam, hydrocarbon không dẫn điện hoặc liquid không đủ conductivity.

2. SITRANS FC - Coriolis mass flowmeter

Ứng dụng và điều kiện lựa chọn

SITRANS FC là Coriolis flowmeter, được Siemens định vị cho phép đo nhiều loại liquid và gas. Công nghệ Coriolis thường được cân nhắc khi nhiệm vụ không chỉ dừng ở volumetric flow mà cần đánh giá mass flow và các dữ liệu process liên quan theo cấu hình. Nên xem xét công nghệ này khi:

• Cần kiểm soát mass flow cho nguyên liệu, dosing hoặc balance;
• Môi chất có giá trị cao, yêu cầu kiểm soát chặt hoặc điều kiện thay đổi density;
• Cần đo liquid/gas trong phạm vi phù hợp của sensor;
• Muốn một hệ đo sensor + transmitter có thể cấu hình theo nhiệm vụ cụ thể.

Lợi ích và những điểm nổi bật

• Danh mục Coriolis có các hệ FC120/FC140, FC520/FC540, FC620/FC640 và FC720/FC740;
• Có các sensor FCS100, FCS500, FCS600, FCS700 và transmitter FCT020/FCT040 để xây dựng hệ đo theo application;
• Phù hợp để cân nhắc khi “khối lượng thực của môi chất” quan trọng hơn chỉ số thể tích đơn thuần.

Coriolis model

• SITRANS FC120 / FC140;
• SITRANS FC520 / FC540;
• SITRANS FC620 / FC640;
• SITRANS FC720 / FC740;
• FlowSensors FCS100 / FCS500 / FCS600 / FCS700 and transmitters FCT020 / FCT040.

3. SITRANS FS - Ultrasonic flowmeter

Ứng dụng và điều kiện lựa chọn

SITRANS FS dùng nguyên lý siêu âm cho liquid organic và inorganic, bao gồm flow laminar, turbulent và transition range. Danh mục có cả inline ultrasonic và clamp-on ultrasonic. Nên xem xét công nghệ này khi:

• Không muốn hoặc không thể cắt ống để lắp sensor vào trong line;
• Cần khảo sát, đo tạm thời hoặc retrofit trên đường ống hiện hữu;
• Môi chất và điều kiện pipe phù hợp với ultrasonic measurement;
• Muốn đo inline hoặc clamp-on tùy yêu cầu của point đo.

Lợi ích và những điểm nổi bật

• Clamp-on cho phép đo không xâm lấn vào đường ống, giúp hạn chế can thiệp cơ khí khi application phù hợp;
• Có lựa chọn inline cho các nhiệm vụ cần assembly tích hợp;
• Danh mục có transmitter/sensor tách rời và flowmeter system hoàn chỉnh.

Ultrasonic model

• Inline: SITRANS FSS100 (SONOKIT), FS120 + FST020, FS130 + FST030, FUS080/FUE080, FUS380, FUE380, FUE950;
• Clamp-on: SITRANS FS220, FS230, FS290, FSS200, FST020, FST030, FST070.

Clamp-on không có nghĩa là dùng được cho mọi line. Pipe material, thickness, lining, môi chất, flow profile, surface condition, temperature và vị trí lắp vẫn quyết định chất lượng đo.

4. SITRANS FX - Vortex flowmeter

Ứng dụng và điều kiện lựa chọn

SITRANS FX là vortex flowmeter cho steam, gas và liquid. Siemens nêu khả năng đo volumetric flow và mass flow với temperature/pressure compensation tích hợp, tùy cấu hình của giải pháp. Nên xem xét công nghệ này khi:

• Cần đo steam utility, gas hoặc liquid;
• Muốn một thiết bị all-in-one cho nhiệm vụ flow kết hợp compensation;
• Ứng dụng cần đánh giá energy/utility hoặc mass flow của steam/gas theo điều kiện thực tế;
• Môi chất và dải vận hành phù hợp nguyên lý vortex.

Lợi ích và những điểm nổi bật

• Một nền tảng cho steam, gases và liquids;
• Tích hợp temperature/pressure compensation theo thiết kế sản phẩm;
• Có ích tại các điểm utility, steam network và line gas nơi hệ số bù ảnh hưởng kết quả mass flow.

Vortex model

• SITRANS FX330.

5. SITRANS FVA - Lưu lượng kế kiểu phao (Variable Area Meter)

Ứng dụng và điều kiện lựa chọn

SITRANS FVA là lưu lượng kế kiểu phao (Variable Area Meter), dùng để đo nhiều loại liquid và gas trong closed piping. Đây là nhóm phù hợp khi cần chỉ thị lưu lượng trực quan tại field hoặc một giải pháp đo theo nguyên lý phao trong ống đo. Nên xem xét công nghệ này khi:

• Cần quan sát flow tại chỗ;
• Nhiệm vụ đo không đòi hỏi kiến trúc digital/diagnostics phức tạp;
• Môi chất, pressure, temperature và material phù hợp với lưu lượng kế kiểu phao.

Lợi ích và những điểm nổi bật

• Chỉ thị flow trực quan tại field;
• Nguyên lý đo đơn giản cho các điểm đo trong closed piping phù hợp;
• Có thể áp dụng cho nhiều loại liquid và gas, tùy cấu hình và điều kiện vận hành.

Variable Area Meter model

• SITRANS FVA250.

6. SITRANS FP - Differential pressure flow measurement

Ứng dụng và điều kiện lựa chọn

SITRANS FP là giải pháp đo lưu lượng theo differential pressure. Siemens định vị công nghệ này cho liquid, dry/humid gas và steam. Danh mục gồm primary element theo ISO 5167 và averaging pitot tube. Nên xem xét công nghệ này khi:

ISO 5167 là gì? Đây là bộ tiêu chuẩn quốc tế quy định cách thiết kế, lắp đặt, lấy áp, tính lưu lượng và đánh giá độ không đảm bảo đo cho hệ thống đo lưu lượng bằng chênh áp trong đường ống tròn kín. Tiêu chuẩn thường được áp dụng cho orifice plate, nozzle và Venturi; đây không phải là chứng nhận của pressure transmitter.

• Dự án yêu cầu orifice/primary element theo chuẩn ISO 5167;
• Cần đo gas, steam hoặc liquid theo phương pháp chênh áp;
• Điều kiện công nghệ, tiêu chuẩn thiết kế hoặc hệ thống transmitter hiện hữu phù hợp với DP measurement;
• Cần averaging pitot tube cho một số tuyến ống/process phù hợp.

Lợi ích và những điểm nổi bật

• Công nghệ quen thuộc, áp dụng rộng trong nhiều ngành;
• Có lựa chọn SITRANS FP230/FPS200 cho primary element/orifice theo ISO 5167;
• Có lựa chọn SITRANS FP330/FPS300 cho averaging pitot tube, bao gồm phương án FASTLOK hỗ trợ lắp đặt mà không làm gián đoạn vận hành trong điều kiện phù hợp.

Đo DP là đo cả một hệ thống: primary element, pressure transmitter, impulse line/manifold, density/compensation và điều kiện lắp đặt. Không nên xem orifice plate đơn lẻ là một flowmeter hoàn chỉnh.

ISO 5167 thường được yêu cầu tại các tuyến steam chính của boiler, fuel gas, compressed air, nước công nghệ và hệ thống process trong các dự án EPC cần hồ sơ thiết kế, tính toán và nghiệm thu theo chuẩn thống nhất. Tiêu chuẩn chỉ phù hợp khi điều kiện đo đáp ứng phạm vi áp dụng, như đường ống đầy, dòng chảy một pha và không dao động mạnh. Steam ẩm, môi chất hai pha hoặc đường ống không đầy cần được đánh giá riêng.

Bảng chọn nhanh theo nhiệm vụ đo

7 câu hỏi trước khi chọn flowmeter Siemens

1. Cần đo liquid, gas hay steam? Môi chất có dẫn điện không?
2. Mục tiêu là volumetric flow, mass flow, totalizer, dosing, energy, balance hay chỉ flow indication?
3. Normal/minimum/maximum flow là bao nhiêu? DN và velocity thực tế thế nào?
4. Pressure, temperature, viscosity, density, conductivity, solids/abrasion và chemical compatibility ra sao?
5. Có được shutdown/cắt ống không? Point đo có đủ straight run và pipe luôn filled không?
6. Cần output nào: 4...20 mA/HART, pulse, relay hay fieldbus như PROFINET/Modbus/EtherNet/IP?
7. Yêu cầu accuracy, certificate, Ex, hygienic, verification, maintenance và spare-part strategy là gì?

Kết luận

Danh mục SITRANS không có một flowmeter “tốt nhất cho mọi điểm đo”. Giá trị của Siemens nằm ở việc có nhiều nguyên lý đo để lựa chọn đúng cho từng process: FM cho liquid dẫn điện, FC khi mass flow quan trọng, FS khi cần ultrasonic/không xâm lấn, FX cho steam-gas-liquid, FVA cho lưu lượng kế kiểu phao và FP cho chênh áp theo chuẩn.

A2S hỗ trợ bắt đầu bằng dữ liệu process và thiết kế đo, sau đó mới đi đến model, option và full article number. Phần tiếp theo của series sẽ đi sâu vào SITRANS FM320 - giải pháp electromagnetic cho liquid dẫn điện trong process, utility và water/wastewater phù hợp.

Liên hệ A2S

Gửi A2S môi chất, mục tiêu đo, flow min/normal/max, DN, pressure/temperature, sơ đồ line, yêu cầu output/communication và điều kiện lắp đặt. A2S hỗ trợ sàng lọc công nghệ phù hợp trước khi lựa chọn cấu hình chi tiết.

• Hotline: 0902 032 020 / 0903 444 912
• Email: Admin@a2s.vn
• Website: www.a2s.vn