Измерение уровня углекислого газа

[petr2off]

Добрый вечер.
Года 3 назад - делали проект по измерению уровня углекислого газа (УГ).
Ну и наконец заказчик сделал установку, и звонит разгневанный - ни хрена не работает.
Спрашиваем - все по проекту - Да, все по проекту. Начинаем разбираться, радарный датчик был заменен поплавковым
Овена. Даже догадываюсь почему, он дешевле наверно раз 10 или 15 точно не помню.
УГ штука прикольная, у нее фазовая диаграмма напоминает вилку, которая падает вправо.
И есть область, когда УГ из газообразной фазы переходит сразу в твердую, минуя жидкую.
Я так понимаю - когда они начинают резко давление с 70 бар сбрасывать до 30 - УГ вскипает, и получается
пена (2-х фазная среда), и поплавок в ней скачет как блоха.
Я задумался, как обеспечить нормальную работу поплавкового датчика в данных условиях.
Идея следующая, поставить рядом компрессор, и при падении давления ниже 60 бар - он включается и догоняет
до 70, при этом УГ всегда будет в жидкой фазе.
Ну все сказал, может чего не додумал - покритикуйте.

[Ryzhij]

Как мне кажется, надо определиться - нам нужен уровень, количество или иная какая-то характеристика техпроцесса.
Количество продукта в баке традиционно измеряют по весу.
А уж если по технологии нужен именно уровень, то тогда, действительно, технологическая схема и режим процесса должны его обеспечивать и не допускать аэрозольно-бульонного состояния продукта.
Ни один компрессор не в состоянии обеспечить залповый расход из ресивера. Иначе, зачем тогда вообще ресивер?;)
А в схеме с компрессором вы фактически требуете от него обеспечить именно нулевой баланс в ресивере.
Это нереально.

[petr2off]

Нужно измерять уровень. Он просто показывает наличие СО в резервуаре.
По факту - это резервуары хранения, из которых заполняют балоны. И компресор мне нужен для того, что бы обеспечить жидкое состояние СО в резервуаре. Т.е. заправили один балон, упало давление в емкости с 70 до 50 бар, я его опять поднял до 70. точно давление мне выдерживать не надо, надо что бы параметры в резервуаре были всегда в "вилке" фазового перехода.
А так я убиваю 2-х зайцев.
1) Не допускаю закипания среды, и уровень измеряется корректно
2) Можно остаток СО в баке уменьшать до объема 1 заполняемого балона - меньше смысла нет, заполненый наполовину балон не нужен.
У меня сначала была более крутая идея, измерять текущие температцуру и давление, поставить контроллер, загнать в него таблицу состояний и вычислять оптимальное давление в резервуаре и управлять компрессором. Но босс сазал что слишком круто, работу компрессора мы оптимизируем, но экономия от его работы будет окупатся лет 30 или 50.

[dtv]

А вернуться в проекте к исходному типу датчика не будет дешевле?

[Ryzhij]

А вернуться в проекте к исходному типу датчика не будет дешевле?

Так с нестабильным фазовым состоянием продукта ни один датчик уровня работать не сможет. По объективным причинам этот самый уровень будет зависеть не только и не столько от количества продукта, сколько от агрегатного состояния продукта.

[Sergy6661]

Так с нестабильным фазовым состоянием продукта ни один датчик уровня работать не сможет.

Вибровилка нормально жидкую фазу и пену разделяет...вот только с такими давлениями х.з смотреть характеристики надо.
Например вот эти до 6.3 МПа:-https://emis-kip.ru/ru/prod/signalizato ... kosti/#teh

[Ryzhij]

Вибровилка нормально жидкую фазу и пену разделяет...

"Разделять" и "измерять" есть смысл параметр, связанный стабильно однозначным соотношением с интересующей на величиной.
Здесь по уровню мы пытаемся определить количество, но в техпроцессе эта зависимость неоднозначна.

Я пока саму вибровилку за скобками оставляю - ни на давления, ни на температуры такие вибровилки не рассчитаны.

[Sergy6661]

"Разделять" и "измерять" есть смысл параметр, связанный стабильно однозначным соотношением с интересующей на величиной.

Вот не надо к словам придираться, надо измерять уровень жидкой фазы, потому датчик должен именно разделять- определять границу раздела фаз и только вибровилка это делает корректно.

Я пока саму вибровилку за скобками оставляю - ни на давления, ни на температуры такие вибровилки не рассчитаны.

Жидкое состояние СО2 носит техническое название «жидкая углекислота» или просто «углекислота». Это бесцветная жидкость без запаха, средней плотностью 771 кг/м3, которая существует только под давлением 3 482…519 кПа при температуре 0…-56,5 град.С («низкотемпературная углекислота»), либо под давлением 3 482…7 383 кПа при температуре 0…+31,0 град.С («углекислота высокого давления»). Углекислоту высокого давления получают чаще всего путём сжатия углекислого газа до давления конденсации, при одновременном охлаждении водой. Низкотемпературную углекислоту, являющейся основной формой диоксида углерода для промышленного потребления, чаще всего получают по циклу высокого давления путём трехступенчатого охлаждения и дросселирования в специальных установках.

Судя по описанию Т.С у них У.Г именно высокого давления, т.е по температуре вибровилка проходит, остается выяснить у производителя возможность применения при 8МПа

[kirillio]

если при отборе давление в контуре падает до 30.. может "дожать" рабочее до 120..140 бар, есть такая возможность?

Отправлено спустя 11 минут 51 секунду:
..хотя 12..14 МПа это конечно тот ещё цирк.. дешевле датчик родной смонтировать.

[petr2off]

Насчет температуры- жалуются, что при подении давления с 70 до 30 бар - выходные патрубки очень сильно обмерзают

[Ryzhij]

Насчет температуры- жалуются, что при подении давления с 70 до 30 бар - выходные патрубки очень сильно обмерзают

Кто бы мог подумать! Внутре оно ещё и кипит!
С чего бы?
А вот теперь, представьте себе, что кипение происходит аккурат на уровне камертонной вилки вибродатчика. Снеговой шубе там образовываться не из чего, зато есть, чему замерзать

[Sergy6661]

А вот теперь, представьте себе, что кипение происходит аккурат на уровне камертонной вилки вибродатчика. Снеговой шубе там образовываться не из чего, зато есть, чему замерзать

Замерзать где? То, что обмерзание на патрубках, это влага из воздуха сконденсировалась и замерзла.

при подении давления с 70 до 30 бар - выходные патрубки очень сильно обмерзаю

Похоже на эффект дросселирования

Отправлено спустя 2 минуты 22 секунды:

зато есть, чему замерзать

Ну Овенский поплавок не замерзает почему-то, а только прыгает (Скачет, как блоха )

[rwg]

?

А вернуться в проекте к исходному типу датчика не будет дешевле?

Меня терзают смутные сомнения. Не знаю, какая диэлектрическая постоянная у твёрдой углекислоты, а у жидкой примерно 1,6. Проектант об этом подумал, для радарного датчика это нормально?

[petr2off]

твёрдой углекислоты, а у жидкой примерно 1,6. Проектант об этом подумал, для радарного датчика это нормально?

производитель датчика утверждал - что нормально, что у них уже преценденты были.
Насчет "датчик прыгает" - конечно же прыгают показания - причем каким то сумашедшим образом.

[Sergy6661]

Насчет "датчик прыгает" - конечно же прыгают показания - причем каким то сумашедшим образом.

Там в сосуде венерианская атмосфера, что бы ему не скакать поплавку-то...

[Ryzhij]

Замерзать где?

В вибровилке.Читайте внимательно.

на уровне камертонной вилки вибродатчика. Снеговой шубе там образовываться не из чего

Вы с внутренним устройством датчиков различного типа знакомы?

Ну Овенский поплавок не замерзает почему-то, а только прыгает...

На основании Ваших вопросов можно сделать определённые выводы о Вашей компетентности.
Не похоже, что Вы понимаете разницу между принципами работы аналового поплавкового измерителя и дискретной вибровилки.
И совсем уж не вериться, что Вы знаете об особенностях внутреннего устройства этих приборов.

[Sergy6661]

На основании Ваших вопросов можно сделать определённые выводы о Вашей компетентности.
Не похоже, что Вы понимаете разницу между принципами работы аналового поплавкового измерителя дискретной вибровилки.
И совсем уж не вериться, что Вы знаете об особенностях внутреннего устройства этих приборов.

Ага, аналоговый поплавковый, извиняюсь таки, компетентный Вы наш, веру укрепляйте молитвой.

[Ryzhij]

Ага, аналоговый поплавковый, извиняюсь таки, компетентный Вы наш, веру укрепляйте молитвой.

Т.е. о существовании аналоговых поплавковых (они же буйковые) уровнемеров Вы тоже не в курсе?...
Понятно...
Не, с дискретным поплавковым датчиком Вы знакомы, я не спорю.

[Sergy6661]

Т.е. о существовании аналоговых поплавковых уровнемеров Вы тоже не в курсе?...
Понятно...

В курсе...только вот, было упоминание про Овен, значит это ПДУ-ДИ, а вот рабочее давление у них 2МПа, и для данных условий они ну никак не подходят, так что делать выводы о компетенции так вот с кондачка то еще занятие.

[olexsa]

Ryzhij, Sergy6661, пожалуйста, не надо ругаться.
viewtopic.php?f=17&t=6302 - в самом низу, красными большими буквами.

[alex45]

ни хрена не работает

В вашем случае в таких сложных условиях и с радарным уровнемером ни хрена работать скорее всего не будет.
Как уже заметил ув. Ryzhij,

Так с нестабильным фазовым состоянием продукта ни один датчик уровня работать не сможет.

Если надо измерять уровень для вашей ситуации, я думаю, подойдут следующие решения:
1. Волноводный радарный уровнемер, помещённый в успокоительную трубу или в байпасную трубу.
2. Байпасный поплавковый уровнемер.
3. Измерение уровня через измерение гидростатического давления (измерять разность давлений в верхней и в нижней частях вашего резервуара).

[kirillio]

Волноводный радарный уровнемер, помещённый в успокоительную трубу или в байпасную трубу.

Скажите пожалуйста, как успокоительная трубка поможет предотвратить кипение УГ, в момент падении давления при отборе из контура? УГ разве не будет бурлить в ней?

[Универсал]

Ещё один вариант решения - по весу ёмкости с CO2.

[kirillio]

Ещё один вариант решения - по весу ёмкости с CO2.

с помощью каких средств, например?

[Универсал]

За пример можно рассмотреть устройство расширительных баков Reflex. Они без мембраны, связаны с атмосферой. Под двумя из трёх опор установлены тензодатчики, которые измеряют вес. При пустом баке нажимается кнопка обнуления, при полном кнопка калибровки. и в процессе работы по весу определяется уровень в баке. Применяются в теплотехнике для поддержания давления в контурах отопления и котлах. При превышении давления излишки теплоносителя клапаном сбрасываются в бак, при падении давления из бака насосом закачиваются обратно.