为什么要切换到非侵入性温度测量?
2021年3月11日
作者:ABB代表ABB Ltd
温度测量是最常见的,可以说是过程行业效率和质量的最重要衡量标准。在我们的问答文章Guruprasad Sosale博士(ABB测量和分析)全球无创和无线产品经理中,解释了非侵入性温度传感如何改变我们在过程行业中测量温度的方式
描述25个或更少的非侵入性温度传感
大师:植物操作员在不损害性能的情况下测量过程温度的一种简单,更安全的方法 - 没有关闭,没有孔,并且具有巨大的简化工程。
跟我们多说些。它为客户提供什么关键好处?
大师:对于现有植物和未来新设施的植物运营商来说,非侵入性温度是一场革命。对于现有植物,主要好处是获得可靠且响应的温度测量,而无需关闭过程。
每个工厂工艺工程师,维护工程师和工厂经理都知道能够准确测量温度而无需设计和安装温暖的好处。这样的传感器可用于优化热交换器上的控件,防止泵通过何时干燥何时迅速检测到泵,检测泵可能过热和损坏产品质量,故障排除甚至预测过程线的插件以及许多其他典型的插件操作问题。对于所有这些情况以及更多情况,需要一个传感器才能匹配在相同的可靠硬件上构建的热门电池的性能,并可以轻松地集成到其现有的控制系统中。
对于未来的设施,我们的非侵入性测量方法简化了工程温度点,并大大降低了资本支出成本。一个典型的项目具有数百个温度测量点,必须单独设计以满足一系列标准,包括确保使用了正确的温芯长度,选择了正确的材料,结构可以承受过程条件,并且法兰是法兰的。并正确指定了连接器。这导致了巨大的成本,工程工作并增加了错误的机会。
通过我们的非侵入性方法,这些测量点的大多数可以被传感器的单个变体覆盖。
从本质上讲,我们的客户的管道变成了热门电池,可以在项目的最后阶段添加温度点,几乎没有工程要求。
它是如何工作的?
大师:我们的非侵入性感应始于需求的核心 - 过程工程师希望能够测量真实的过程温度。为了测量这一点,我们使用管道作为传感器并准确测量其表面温度,然后根据过程条件预测过程温度。这里有两个主要挑战:
1.如何准确测量表面温度?- 我们使用双传感器架构,该架构克服了传统皮肤温度传感器的缺点。我们的双传感器具有一个与管道表面接触的传感器,而第二个传感器则测量附近的环境温度。使用这些测量值的热模型补偿了接触电阻和环境效应,以测量尖端的表面温度。
2.如何推断过程温度?-
我们开发了,测试和验证的典型流体热模型,这些模型在管道中流动,以预测常见过程条件下的温度场。A simple engineer’s rule of thumb that arises from these models is the following: “For a liquid or liquid-like medium (with a density of >50kg/m3) flowing in a turbulent regime, in a metal pipe, there is little measurable difference between the surface temperature and medium temperature”. This rule has powerful implications as most process conditions are liquid-like, turbulent flows in metal pipes, making our device a suitable alternative to using thermowells in the vast majority of applications.
我的设施中已经有热门电池,为什么我需要您的传感器?
对于现有的设施,每个热维尔测量都有今天操作员居住的三个关键缺点:
1.过程中的热门电池有失败的机会。这可能是由于过程流量条件,腐蚀,过程偏移导致的过量力或仅随着时间的推移而降解所致。这种故障的影响和含义范围从焊缝中的小突破到灾难性损害。通过一种非侵入性方法,消除了这种风险。
2.如果温韦尔失败,则操作员必须关闭直到替换为止,或者承担在没有测量的情况下运行该过程的风险,直到找到合适的更换为止。除非有库存,否则替换替换热门可能需要数周的时间才能完成,测试并准备好安装。借助我们的非侵入性传感器,操作员拥有以前不存在的技术解决方案。他们可以继续进行温度测量,该温度测量将像侵入性测量一样,使他们可以安全地运行到下一次关闭,或者更好地避免更换现有的热门小组组件。
3.错误的固有机会 - 有一个隐含的假设由经验支持,即热维尔中的测量是正确且准确的。但是,插图的选择不当,错误的插入长度和不良接触都可能导致未发现的测量错误。
除非在同一位置安装了类似的温韦尔并比较测量值,否则该误差可能仍未发现。实际上,这很少是这样做的,留下了许多温度测量点,这些温度测量点以准确性的信念。通过我们的非侵入性方法,我们检查了整个系统。不仅可以验证侵入性测量,而且可以有效地安装多个测量值,从而提高对测量的信心并简化冗余。
我为什么要考虑下一个项目或设施的非侵入性温度传感器?
有多种原因迈向一种非侵入性方法:
1)安全性:没有穿孔,也没有面对过程流体的全部力的结构本质上是安全的。在植物的开头和整个寿命
2)成本效益和灵活性:除了在工程和硬件成本中节省大量资金外,一种非侵入性方法还消除了实施阶段后期设计变化的影响和成本。变化管道尺寸,流速或标称温度范围对温度测量点几乎没有影响
3)绩效:基于基本物理原理,我们的过程模型可以预测传感器在给定的过程条件下的性能。这种方法提供了工程基础,可以在下一个项目中使用我们的非侵入性传感器,并降低性能偏差过度的风险
4)简单性:典型的植物具有数十至数百个不同的管道维度,并具有等效数量的不同热纤维,插图,插图,插图和材料构型。使用非侵入性,可以将单个变体用于从DN40到DN2500的管道,并且可以申请到所有测量点的70%以上
现有设施中此设备的典型应用程序是什么?
具有准确而简单的温度测量值有许多用于现有设施的应用。我们客户使用这些传感器的一些常见应用程序包括:
1)经济有效的热交换器控制和监测 - 大量热交换器具有入口或出口温度感知,因此缺少优化
2)验证现有温度点 - 工艺工程师怀疑现有测量值的真实性,但安装第二个热门电池是过时的风险或昂贵的。可以在几分钟内进行无创安装和获得合理性检查
3)防止泵的过热 - 我们的传感器定期用于化学工业中,在危险的位置不应超过指定温度。出于质量和安全原因。在某些过程星座中,泵可以使产品过热。在每个泵上安装非侵入性传感器是一种简单易扩展的方法,可以在现有过程中添加此安全性
4)高度腐蚀性流中的测量 - 这里的典型温水要么涂有聚合物涂层,要么是达到生命末端的特殊材料。对于具有一些液体含量的流动,我们的非侵入性传感器已显示出匹配或超过侵入性设备的性能。
总而言之,我们的非侵入性传感器适用于过程行业中管道中的所有温度测量。我们认为,这是消除未来植物中热门壳需求的第一步。但是,与任何新方法一样,全世界的运营商和工程师都需要仔细验证其性能。目前,在化学,石油和天然气,纸浆和纸张,电力,食品和饮料以及废水行业中,有80多名全球参与者正在验证我们技术对现有热门币的性能。
自从推出以来,我们的传感器也已公开认可,并已入围并获得了享有声望的奖项,例如德国创新奖。
资本支出成本与常规侵入性方法相比如何?
在运行的工厂中,非侵入性传感器的成本比关闭的成本或安装新的热门币的风险要小的数量级。
对于格林菲尔德项目,工程,安装和材料成本的潜在降低可能高达75%。即使包括仪器的成本,与传统方法相比,节省也是可观的。
我如何找到更多?
大师:联系ABB以检查您是否可以使用非侵入性温度方法进行过程。欲了解更多信息,请访问我们的网站。
数字版
PETRO行业新闻23.2- 2022年4月/5月
2022年5月
在此版本中,思想的燃料 - Analytichem获得SCP科学 - Covid -19增强了石油和天然气行业中虚拟现实的采用 - Ion Science的Minipid Sensors Win Prestigio ...
查看所有数字版本
事件
7月10日2022年里昂,法国
2022年7月24日虚拟事件
8月3日2022年上海,中国
2022年8月9日美国德克萨斯州圣安东尼奥市
2022年8月21日伊利诺伊州芝加哥和在线