Контроль потока жидкости и газа: термоанемометрическое и лопастное реле

В трубопроводах промышленных систем зачастую необходимо осуществлять контроль движения жидкостей и газов, для чего применяются реле потока с различными принципами действия. Их основной задачей является защита оборудования от перегрева в случае слабого потока, либо его отсутствия.

Типы реле потока

В производственной линейке компании «ЭМИС» приборы представлены в двух вариантах исполнения - лопастное и термоанемометрическое. Более подробно рассмотрим их конструктивные различия и технические характеристики.

Термоанемометрическое реле потока «ЭМИС»-ПОТОК 285»

 

Устройство и принцип действия термоанемометрического реле потока

В конструкции прибора расположен нагревательный элемент, который совмещен с датчиком температуры, и термодатчик, измеряющий температуру рабочей среды. Нагревательный элемент поддерживает температуру на определенном значении, превышающем температуру контролируемого вещества.

Принцип работы термоанемометрического реле заключается в зависимости отдачи тепла нагревательного элемента от скорости, с которой движется рабочая среда, охлаждая его. Термодатчик и датчик температуры, совмещенный с нагревательным элементом, фиксируют разность температур, которая обратно пропорциональна скорости потока.

1.     Нагревательный элемент, совмещенный с датчиком температуры

2.     Датчик температуры

 

В 2020 году инженерный центр «ЭМИС» вывел одноэлектродное исполнение термоанемометрического реле «ЭМИС»-ПОТОК 285», в результате чего у прибора появились новые технические характеристики и дополнительные преимущества:

• К релейному контакту добавлены выходные сигналы PNP, NPN и аналоговый выход 4-20 мА;
• предел давления контролируемой среды увеличен до 10 МПа (ранее 5 МПа);
• появилось исполнение с футерованным тефлоном электродом для эксплуатации на агрессивных средах, таких как щёлочь и кислота.

Кроме того, одноэлектродное исполнение позволило упростить задачу монтажа, поскольку отпала необходимость позиционировать электроды относительно направления потока.

1.Корпус реле

2. Электрод

 

Технические характеристики.

Характеристика	Значение
Диаметр условного прохода трубопровода	25-700 мм
Давление рабочей среды	10 МПа
Диапазон скоростей потока	Вода: 0,01-1,5 м/с Сырая нефть: 0,03-3 м/с Газ: 0,2-20 м/с
Температура измеряемой среды	от -50ºС до +75ºС
Взрывозащита	1Ex d IIB T6 Gb Х
Температура окружающей среды	от -50ºС до +70ºС
Защита от пыли и влаги	IP65
Срок службы	не менее 12 лет
Присоединение	К1/2 ГОСТ 6111-52
Напряжение питания	24 В постоянного тока
Выходной сигнал	Релейный контакт NPN контакт PNP контакт аналоговый токовый 4-20 мА
Максимальная коммутационная способность контактов	2,5A/220В переменного тока (релейный выход) 1А/24В постоянного тока (релейный выход) 400мА/24В постоянного тока (PNP и NPN)
Точность срабатывания	±5%

Преимущества

• возможность эксплуатации на вязких средах (до 400 мПа•с);
• предел избыточного давления контролируемой среды до 10 МПа;
• возможность работы при низких температурах окружающей среды – до - 50°С;
• работа, как при прямом, так и при обратном направлении потока;
• Ду от 25 до 700 мм;
• Отсутствие движущихся частей, настройка на рабочем процессе;
• Простой монтаж;
• Возможность установки приборов, как на горизонтальные трубопроводы, так и в наклонные.

Лопастное реле потока «ЭМИС»-ПОТОК 236»

Конструктивно прибор состоит из клеммной колодки, герконового реле и лопасти с эксцентриком.

Если поток отсутствует, лопасть расположена перпендикулярно трубопроводу, при этом контакты герконового реле находятся нормально разомкнутом положении.

Если же контролируемая среда начинает движение, под её воздействием лопасть отклоняется, и эксцентрик выталкивает магнит по центральному стержню вверх до высоты, на которой под влиянием магнитного поля контакты герконового реле замыкаются

Технические характеристики

Характеристика	Значение
Измеряемая среда	жидкость
Типоразмеры,мм	32..250
Давление измеряемой среды, МПа	до 5
Температура измеряемой среды °С	-30 до +150 °С для исполнений без взрывозащиты -50 до +130 °С для взрывозащищенного исполнения
Температура окружающей среды °С	-50..+60
Максимальная вязкость среды, мПа.с	400
Взрывозащита	1Ex d IIC Т6…T4 Gb Х
Пылевлагозащита	IP65
Срок службы	не менее 12 лет
Средняя наработка на отказ	не менее 50 000 часов
Выходные сигналы	SPDT контакт
Коммутационная способность контактов	1А, 220 В перем./ 24 В пост. SPDT
Присоединение	R1 ГОСТ 6211
Отклонение величины расхода включения Отклонение величины расхода отключения	± 25 % ± 20 %

При выпуске из производства на лопасти наносятся насечки, обозначающие различную длину. Перед непосредственной установкой в линию, лопасть обрезается на необходимую длину в соответствии уставками включения и отключения.

Диапазон уставок лопастного реле потока

Уставка включения – это значение расхода среды, при котором происходит срабатывание реле, а именно замыкание нормально разомкнутых контактов герконового реле.

Уставка отключения – это значение расхода, при котором контакты герконового реле возвращаются в исходное положение.

Значения уставок

В данной таблице указаны уставки включения/отключения для воды с плотностью 1 г/см3 (температура воды 4 ⁰С).

Чтобы произвести перерасчет уставок включения/отключения для других жидкостей, применяется формула: 

Где Q₂ – уставка включения/отключения для жидкости с другой плотностью, м³/ч

       Q₁ – уставка включения/отключения для воды (приведенная в таблице), м³/ч

        ρ – плотность жидкости, г/см3

Применение

Приборы «ЭМИС»-ПОТОК 285» и «ЭМИС»-ПОТОК 236» применяются в системах контроля потока рабочей среды в трубопроводах промышленного назначения, в том числе в системах автоматизации подачи и откачки жидкости, в качестве датчика потока для насоса, защищая оборудование от перегрева и «сухого хода».

В числе заказчиков реле торговой марки «ЭМИС» предприятия различных отраслей промышленности:

• Энергетической («Берёзовская ГРЭС», «Салаватская ТЭЦ», "Черепетская ГРЭС им. Д.Г. Жимерина", ООО «Охотскэнерго»);
• (ПАО «Газпром», ПАО «Лукойл», АО «Иркутская нефтяная компания», ПАО «Татнефть»);
• Атомной (ФГУП ПО «Маяк», ФЯО ФГУП «Горно-химический комбинат»);
• Химической (АО «Сибур – Химпром», ФКП «Завод им. Я.М. Свердлова», ПАО «Казаньоргсинтез», ООО «Курганхиммаш», АО «Омский каучук»);
• Горнодобывающей (АО «Малышевское рудоуправление», «Учалинский ГОК»);
• Металлургической (ПАО «ММК», ООО «Объединенная компания «РУСАЛ», ПАО «ЧМК», АО «Челябинский цинковый завод»);
• Пищевой (АО «Сахарный завод «Свобода» и других).

Чтобы заказать прибор, заполните опросный лист  и отправьте его на электронный адрес: sales@emis-kip.kz