การวัดอัตราการไหลของก๊าซธรรมชาติ

ธุรกิจต่างๆ เผชิญกับความท้าทายที่น่ากลัวในการควบคุมกระบวนการ การปรับปรุงประสิทธิภาพ และการจัดการต้นทุน หากไม่มีการบันทึกการไหลของก๊าซอย่างถูกต้อง โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมที่ใช้และแปรรูปก๊าซในปริมาณมากภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน เนื่องจากการวัดก๊าซธรรมชาติอย่างแม่นยำมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพ ความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน และแม้แต่การปฏิบัติตามกฎระเบียบ การเลือกมาตรวัดอัตราการไหลที่เหมาะสมสำหรับก๊าซธรรมชาติจึงกลายเป็นการตัดสินใจเชิงกลยุทธ์ ซึ่งก่อให้เกิดผลกระทบในวงกว้างต่อผลผลิต การปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม และประสิทธิภาพด้านต้นทุน

เหตุใดการวัดอัตราการไหลของก๊าซจึงมีความสำคัญในอุตสาหกรรม?

นอกเหนือจากเหตุผลข้างต้นแล้ว การวัดอัตราการไหลของก๊าซที่แม่นยำยังช่วยให้การดำเนินการทั้งหมดอยู่ในการควบคุม ดังนั้นจึงสามารถสังเกตเห็นการรั่วไหลและการใช้ก๊าซมากเกินไปได้อย่างง่ายดาย การแสดงรายงานโดยละเอียดที่เกี่ยวข้องกับการใช้ก๊าซและการปล่อยมลพิษมีความสำคัญในหลายอุตสาหกรรม ซึ่งการวัดที่แม่นยำยังช่วยให้ปฏิบัติตามมาตรฐานการกำกับดูแลที่เกี่ยวข้องกับข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยอีกด้วย

ยิ่งไปกว่านั้น ความผันผวนของอัตราการไหลของก๊าซอย่างรุนแรงบ่งชี้ถึงการอุดตัน การรั่วไหล หรือการบำรุงรักษาพิเศษที่จำเป็นต้องดำเนินการเพื่อขจัดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น จากนั้นจึงใช้มาตรการแก้ไขปัญหาดังกล่าวหากจำเป็น

พารามิเตอร์ที่สำคัญของเครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซ

มีปัจจัยหลายประการที่ควรพิจารณาก่อนเลือกมาตรวัดอัตราการไหลของก๊าซที่เหมาะสม ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง:

✤ชนิดของก๊าซ

✤ข้อมูลการไหล

✤สภาพแวดล้อม

✤สภาพแวดล้อมการปฏิบัติการ

✤ความดันและอุณหภูมิ

✤เป้าหมายที่คาดหวัง

✤การติดตั้งและบำรุงรักษา

นอกเหนือจากจุดที่กล่าวมาข้างต้น ข้อกำหนดด้านความแม่นยำควรได้รับการพิจารณาเพื่อให้มีขอบเขตข้อผิดพลาดที่ยอมรับได้หลากหลาย ความต้องการความคลาดเคลื่อนขั้นต่ำเป็นที่ต้องการในอุตสาหกรรมเฉพาะ เช่น ปฏิกิริยาเคมีและการผลิตยา แรงดันและอุณหภูมิเป็นข้อจำกัดในการเลือกมาตรวัดอัตราการไหลที่เหมาะสมเช่นกัน มาตรวัดควรทนต่อสภาวะที่รุนแรงโดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพลดลงในการใช้งานแรงดันสูง ซึ่งหมายความว่าความน่าเชื่อถือในการรักษาเสถียรภาพของมาตรวัดอัตราการไหลในสภาวะดังกล่าวมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานของระบบที่ยาวนาน

ความท้าทายในการวัดอัตราการไหลของก๊าซ

ก๊าซธรรมชาติซึ่งถือเป็นแหล่งพลังงานสะอาดนั้นถูกนำมาใช้งานมากขึ้นเรื่อยๆ โดยสัดส่วนของก๊าซธรรมชาติในโครงสร้างพลังงานนั้นเพิ่มขึ้นทุกปี ด้วยการพัฒนาโครงการท่อส่งก๊าซตะวันตก-ตะวันออกในประเทศจีน ทำให้ขอบเขตของก๊าซธรรมชาติขยายกว้างขึ้น ทำให้การวัดอัตราการไหลของก๊าซธรรมชาติกลายเป็นขั้นตอนที่สำคัญ

ปัจจุบัน การวัดอัตราการไหลของก๊าซธรรมชาติใช้เป็นหลักในการชำระเงินทางการค้า และการวัดในจีนนั้นส่วนใหญ่อาศัยการวัดปริมาตร โดยทั่วไปก๊าซธรรมชาติจะจัดหาในสองรูปแบบ ได้แก่ ก๊าซธรรมชาติแบบท่อ (PNG) และก๊าซธรรมชาติอัด (CNG)

มิเตอร์บางตัวได้รับการผลิตขึ้นตามข้อกำหนดเฉพาะ เช่นปริมาณเสียงต่ำและสูงมาตรวัดอัตราการไหลที่รองรับอัตราการไหลปกติและสูงสุดจะรับประกันการอ่านค่าที่คงที่และแม่นยำ ขนาดเล็กหรือใหญ่เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ควรพิจารณาเป็นพิเศษเพื่อความเหมาะสมของส่วนประกอบแต่ละชิ้นของมาตรวัดอัตราการไหล

หลักการทำงาน

เครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซธรรมชาติทำงานโดยวัดปริมาณก๊าซที่ส่งผ่านท่อ โดยทั่วไป อัตราการไหลจะเป็นฟังก์ชันของความเร็วของก๊าซและพื้นที่หน้าตัดของท่อ การคำนวณดำเนินการด้วยอัลกอริทึมที่ซับซ้อน ซึ่งคุณสมบัติเชิงพลวัตของก๊าซธรรมชาติจะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ ความดัน และองค์ประกอบของของไหล

การประยุกต์ใช้งานของเครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซ

ข้อดีและข้อเสียของประเภทเครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซ

แน่นอนว่าไม่มีเทคโนโลยีหรือเครื่องวัดใดที่สามารถตอบสนองความต้องการและเงื่อนไขระดับมืออาชีพทั้งหมดได้ เทคโนโลยีการวัดอัตราการไหลของก๊าซทั่วไปสี่ประเภทถูกนำมาใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมในปัจจุบัน ซึ่งมีจุดแข็งและข้อจำกัดที่สอดคล้องกัน เราสามารถป้องกันข้อผิดพลาดที่มีค่าใช้จ่ายสูงได้หลังจากทำความเข้าใจข้อดีและข้อเสียของเทคโนโลยีเหล่านี้

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้าหมายเลข 1

เครื่องวัดอัตราการไหลด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าทำงานบนหลักการเหนี่ยวนำของกฎฟาราเดย์ ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าภายในเครื่องวัดอัตราการไหลด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าจะสร้างสนามแม่เหล็ก จากนั้นอิเล็กโทรดจะสามารถตรวจจับแรงดันไฟฟ้าได้ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงไปตามแรงดังกล่าวเมื่อของเหลวไหลผ่านท่อ ในท้ายที่สุด การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะถูกแปลงเป็นอัตราการไหล

ข้อดี	ข้อเสีย
ไม่ถูกรบกวนจากอุณหภูมิ ความดัน ความหนาแน่น ความหนืด ฯลฯ	ห้ามทำงานในกรณีที่ของเหลวไม่มีคุณสมบัตินำไฟฟ้า
ใช้ได้กับของเหลวที่มีสิ่งเจือปน (อนุภาคและฟองอากาศ)	ต้องใช้ท่อตรงสั้น
ไม่มีการสูญเสียแรงดัน;
ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว;

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบวอร์เท็กซ์หมายเลข 2

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนทำงานตามหลักการของปรากฏการณ์ฟอนคาร์มาน กระแสน้ำวนจะถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติเมื่อไหลผ่านวัตถุที่มีลักษณะเป็นหน้าผา ซึ่งมีวัตถุที่มีลักษณะเป็นหน้าผาแบนกว้าง ความเร็วของการไหลจะแปรผันตามความถี่ของกระแสน้ำวน

ข้อดี	ข้อเสีย
โครงสร้างเรียบง่ายไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว	มีแนวโน้มที่จะถูกรบกวนจากแรงสั่นสะเทือนจากภายนอก
ไม่ถูกกระทบโดยอุณหภูมิ, แรงดัน, ความหนาแน่น, ฯลฯ	แรงกระแทกของของไหลทำให้ความแม่นยำในการวัดลดลง
ใช้งานได้หลากหลายในการวัดของเหลว แก๊สและไอระเหย	วัดเฉพาะสื่อที่สะอาดเท่านั้น
ทำให้สูญเสียแรงดันเพียงเล็กน้อย	ไม่แนะนำให้วัดของเหลวที่มีค่าเรย์โนลด์ต่ำ
	ไม่สามารถใช้ได้กับการไหลแบบพัลส์

เครื่องวัดอัตราการไหลความร้อนหมายเลข 3

สามารถคำนวณความแตกต่างของความร้อนระหว่างเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิสองตัวได้หลังจากทำความร้อนให้กับกระแสน้ำด้านล่าง เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิสองตัวติดตั้งไว้ที่ทั้งสองด้านขององค์ประกอบความร้อนในท่อส่วนหนึ่ง ก๊าซจะถูกทำความร้อนขึ้นในขณะที่ไหลผ่านองค์ประกอบความร้อน

ข้อดี	ข้อเสีย
ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว;	ไม่แนะนำสำหรับการวัดอัตราการไหลของของเหลว
การดำเนินงานที่เชื่อถือได้;	ไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิเกิน 50℃ ได้;
ความแม่นยำสูง;
ใช้สำหรับวัดการไหลในทั้งสองทิศทาง
แถบข้อผิดพลาดรวมต่ำ

หมายเลข 4เครื่องวัดอัตราการไหลของมวล Coriolis

การสั่นสะเทือนของท่อจะเปลี่ยนแปลงไปตามอัตราการไหลของตัวกลาง การเปลี่ยนแปลงการสั่นสะเทือนดังกล่าวจะถูกบันทึกโดยเซ็นเซอร์ทั่วท่อแล้วแปลงเป็นอัตราการไหล

ข้อดี	ข้อเสีย
การวัดอัตราการไหลของมวลโดยตรง;	ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว;
ไม่ถูกรบกวนจากแรงดัน อุณหภูมิ และความหนืด	การสั่นสะเทือนจะลดความแม่นยำลงในระดับหนึ่ง
ไม่จำเป็นต้องมีส่วนทางเข้าและทางออก	แพง

การเลือกมาตรวัดอัตราการไหลของก๊าซที่เหมาะสมนั้นต้องคำนึงถึงความแม่นยำ ความทนทาน และต้นทุนให้สมดุลเพื่อให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะของแอปพลิเคชัน การเลือกอย่างมีข้อมูลเพียงพอไม่เพียงแต่จะเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานเท่านั้น แต่ยังสนับสนุนการปฏิบัติตามข้อบังคับและความปลอดภัยอีกด้วย การทำความเข้าใจประเภทมาตรวัดต่างๆ และความเหมาะสมกับสภาพต่างๆ จะทำให้ภาคอุตสาหกรรมสามารถบรรลุประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุด ลดต้นทุน และมั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของระบบ การเลือกที่ถูกต้องจะนำไปสู่การดำเนินงานที่แข็งแกร่งและยืดหยุ่นยิ่งขึ้นในที่สุด ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการในปัจจุบันและความท้าทายในอนาคตได้