Aktuální vydání

celé číslo

08

2018

MSV 2018 v Brně

celé číslo

Spolehlivá měřicí technika pro chemický a petrochemický průmysl

Společnost Level Instruments CZ – Level Expert, s. r. o., se specializuje na dodávky měřicí techniky pro průmyslové provozy, zejména techniky k měření polohy hladiny kapalin a sypkých látek, rozhraní mezi nemísícími se kapalinami a k měření tlaku. Společnost mj. nabízí přístroje a systémy vyhovující specifickým požadavkům nejrůznějších odvětví průmyslu. Přístroje uživateli poskytují spolehlivé údaje o poloze hladiny měřeného produktu, tj. jeho množství, a tlaku bez ohledu na druh média. Společnost dodává měřicí techniku pro jakékoliv odvětví průmyslu včetně poskytnutí bezplatného technického poradenství, vypracování návrhu měřicího řetězce, zapůjčení snímačů a jejich vyzkoušení u zákazníka.

Článek je zaměřen na přístroje k měření polohy hladiny a tlaku v provozech chemického a petrochemického průmyslu a na konkrétní příklady při provozním měření v chemickém a petrochemickém průmyslu.

Moderní a osvědčené hladinoměry VEGA Grieshaber KG, které v České republice a na Slovensku dodává společnost Level Instruments CZ – Level Expert, poskytují spolehlivé údaje o množství, výšce hladiny, přesné poloze rozhraní dvou hladin a tlaku téměř jakéhokoliv měřeného média a vyhovují náročným požadavkům ve všech oblastech chemického a petrochemického průmyslu. 

Měření hladiny a limitní měření v reakční nádobě

Typické reakční procesy v reakční nádobě charakterizují změny vlastností média, stejně jako změna provozního tlaku a teploty. Jde o velkou technickou výzvu, protože všechny snímače používané k řízení procesu musí za těchto podmínek poskytovat spolehlivé měření.

Úlohou bylo měřit polohu hladiny v reakční nádobě s rozsahem měření 15 m při provozní teplotě –40 až +200 °C a pracovním tlaku –0,1 až +1 MPa. Při reakci se mění vlastnosti média, hladina produktu je turbulentní, vyskytuje se na ní pěna a v nádobě jsou míchadla a topná tělesa (obr. 1).

Vhodným řešením se ukázal být radarový hladinoměr Vegapuls 64 (obr. 2). Protože hladinoměr má funkci potlačení falešných signálů, není měření hladiny ovlivňováno míchadlem. Vzhledem ke krytu antény z PTFE je hladinoměr také vysoce odolný proti chemikáliím. Malé rozměry procesního připojení usnadňují instalaci.

Měření hladiny kapalin v přepravních kontejnerech

V mnoha výrobních procesech v chemickém průmyslu jsou potřebná malá množství různých chemických látek, aby se zlepšily vlastnosti určitých výrobků. Média jsou často dodávána přímo do výrobních prostor v malých přepravních kontejnerech. Přesné měření hladiny v nich zajišťuje nepřetržité dodávky materiálů pro výrobu.

V tomto případě byl rozsah měření polohy hladiny v kontejnerech do 1 m, teplota –40 až +50 °C. Kontejnery jsou beztlaké. Problémy při tomto měření způsoboval krátký měřicí rozsah a nutnost měřit různá média.

S nejmenší anténou svého druhu je Vegapuls 64 nepřekonatelný právě při použití v malých skladovacích nebo provozních nádržích. Hladinoměr je všestranný, a proto ideál­ní pro všeobecné použití napříč nejrůznějšími průmyslovými odvětvími. 

Dynamický rozsah

Čím větší je dynamický rozsah radarového hladinoměru, tím širší je jeho rozsah použití a větší spolehlivost měření. S dynamickým rozsahem 120 dB je Vegapuls 64 jedničkou na trhu pro měření i nejslabších odražených signálů. Je schopen měřit média se špatnými odrazovými vlastnostmi s výrazně lepším výkonem než předchozí radarové hladinoměry, v podstatě na dno nádrže. Měří dokonce i média s hustou pěnou na hladině a extrémně turbulentní hladinou produktu. Nevadí mu kondenzace ani nánosy na anténě.

Zejména při měření hladiny uhlovodíků, které mají špatné reflexní vlastnosti, poskytuje vysoká dynamika výrazně větší jistotu a spolehlivost měření. To platí v podstatě pro všechna média v petrochemii. Snímač proto umožňuje spolehlivě měřit polohu hladiny médií od ropy po zkapalněné plyny. 

Malý, ale mocný

Předcházející radarové snímače vyžadovaly procesní připojení o minimální velikosti 1,5", aby bylo dosaženo adekvátního zaostřování signálu. Z tohoto důvodu bylo téměř nemožné používat radarové snímače ve velmi malých kontejnerech s jejich typicky malými montážními rozměry. Vegapuls 64 pracuje s přenosovou frekvencí 80 GHz, což je třikrát více ve srovnání s běžněji používanými hladinoměry. Proto mohou mít antény a procesní připojení menší rozměry.

Frekvence 80 GHz umožňuje spolehlivé měření i v nádržích s vnitřním zařízením, jako jsou topné spirály a míchadla. Úzký vyzařovací mikrovlnný paprsek (3°) lze zaměřit tak, aby se těmto překážkám vyhnul, a ani případné nánosy na stěně nádrže nemají žádný vliv na výsledek měření. 

Náročné podmínky

Anténní systém hladinoměru Vegapuls 64 je umístěn v pouzdru z PTFE nebo PEEK, takže směrem k médiu nejsou žádné dutiny nebo štěrbiny, ve kterých se může produkt hromadit. Povrch materiálu je velmi jemně opracován pomocí diamantových nástrojů, což také výrazně snižuje adhezi výrobku. Navíc speciální softwarové algoritmy odfiltrují rušení způsobené nánosy na anténním systému. Díky velkému dynamickému rozsahu snímače je útlum signálu způsobený ukládáním produktu do značné míry kompenzován. To umožňuje spolehlivou detekci hladiny i při zašpinění anténního systému snímače.

Měření hladiny v diazotační nádobě

Procesem diazotace se vyrábějí diazonové soli, velmi reaktivní látky, které jsou výchozí surovinou např. pro výrobu azobarviv. Výchozími látkami pro tyto sloučeniny jsou kyselina chlorovodíková, voda, dusitan sodný a amin (obvykle anilin). Aby se zachovala kvalita materiálu při přípravě, směs se nechá vychladnout přidáním ledu nebo chladicím pláštěm. Během tohoto procesu musí být poloha hladiny pečlivě sledována a udržována konstantní.

V tomto případě byl rozsah měření až 4 m. Měřeným médiem byl střední dusičnan sodný, anilin a kyselina, provozní teplota je +20 až +24 °C. Nádoba je beztlaká. Obsahuje však agresivní média (obr. 3).

V tomto případě se osvědčil hladinoměr Vegapuls 63. Jeho zapouzdřený anténní systém zabraňuje tvorbě nánosů. Povlak z PTFE na anténě je odolný proti chemicky agresivním médiím. Měření je bezdotykové a bezúdržbové. 

Závěr

Představené hladinoměry obou typů dodává společnost Level Instruments CZ – Level Expert. Všechny dodávané přístroje vyhovují příslušným českým i evropským normám. Rychlá reakce na poptávku, velmi kvalitní zboží, nejmodernější technika, široký sortiment nabízených produktů, nepřetržitý certifikovaný servis do 24 hodin – to vše vede ke spokojenosti zákazníků. 

(LEVEL INSTRUMENTS CZ – LEVEL EXPERT s. r. o.)

Obr. 1. Měření polohy hladiny v reakční nádobě

Obr. 2. Hladinoměr Vegapuls 64

Obr 3. Měření polohy hladiny v diazotačním tanku