Η βιομηχανία κρυογονικής αποθήκευσης και επεξεργασίας υδρογονανθράκων αποτελεί ένα από τα πιο απαιτητικά περιβάλλοντα για την τεχνολογία μέτρησης ροής. Λειτουργώντας σε ακραίες θερμοκρασίες που κυμαίνονται από -116°C έως συνθήκες περιβάλλοντος, οι εγκαταστάσεις που χειρίζονται υγραέρια (LPG) απαιτούν όργανα ακριβείας ικανά να διατηρούν την ακρίβεια υπό απαιτητικές συνθήκες διεργασίας. Οι σύγχρονες μονάδες επεξεργασίας αερίου και οι κρυογονικοί τερματικοί σταθμοί αποθήκευσης βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε προηγμένες λύσεις μέτρησης ροής για να διασφαλίζουν ασφαλείς λειτουργίες, ακριβή μεταφορά φύλαξης και βέλτιστο έλεγχο της διεργασίας.
Το αιθάνιο παρουσιάζει μοναδικές προκλήσεις μέτρησης σε κρυογονικές εφαρμογές. Λειτουργώντας σε θερμοκρασίες έως και -116°C σε υγρή κατάσταση, το αιθάνιο παρουσιάζει διακυμάνσεις ειδικού βάρους μεταξύ 552-568 kg/m³ με ιξώδες που κυμαίνεται από 0,18 έως 0,22 cP. Το ρευστό μεταβαίνει μεταξύ υγρής και αέριας φάσης ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας, απαιτώντας ροόμετρα ικανά να χειρίζονται πιέσεις από 3,57 έως 29,1 kg/cm²G. Η μέτρηση της ροής του αιθανίου είναι κρίσιμη σε πετροχημικές εγκαταστάσεις όπου αυτός ο υδρογονάνθρακας χρησιμεύει ως πρώτη ύλη για την παραγωγή αιθυλενίου.

Η μέτρηση ροής προπανίου σε εφαρμογές κρυογονικής αποθήκευσης περιλαμβάνει την παρακολούθηση του υγρού προπανίου σε θερμοκρασίες λειτουργίας μεταξύ -50°C και +40°C. Με χαρακτηριστικά πυκνότητας 581-585 kg/m³ σε υγρή φάση και ιξώδες 0,19-0,21 cP, το προπάνιο απαιτεί ισχυρά όργανα ικανά να χειρίζονται πιέσεις σχεδιασμού έως 35,7 kg/cm²G. Οι μετρητές ροής προπανίου πρέπει να προσαρμόζονται σε ποικίλους ρυθμούς ροής, από ελάχιστα φορτία έως μέγιστη απόδοση 30.800 kg/hr σε ορισμένες εφαρμογές, καθιστώντας τον λόγο turndown κρίσιμο κριτήριο επιλογής.

Η μέτρηση ροής υδρογονανθράκων σε συστήματα φλόγας και γραμμές διεργασίας απαιτεί τεχνολογία θερμικού μετρητή ροής μάζας ικανή να χειρίζεται μεγάλα μεγέθη σωλήνων έως και 36 ίντσες. Με μοριακά βάρη που κυμαίνονται από 21,48 έως 21,58 και συντελεστές συμπιεστότητας γύρω στο 0,9887, αυτά τα ρεύματα αερίου απαιτούν όργανα που μπορούν να διατηρούν ακρίβεια σε ρυθμούς ροής από ελάχιστο 0,1 MMSCFD έως μέγιστο 330 MMSCFD. Το εύρος πίεσης λειτουργίας 87-116 PSIG και οι θερμοκρασίες μεταξύ 86°F και 104°F καθορίζουν το πεδίο εφαρμογής για την επιλογή του οργάνου.

Οι μετρητές ροής Coriolis αντιπροσωπεύουν την κορυφαία επιλογή για τη μέτρηση υγρού αιθανίου και προπανίου σε εγκαταστάσεις κρυογονικής αποθήκευσης. Αυτοί οι μετρητές ροής μάζας μετρούν απευθείας τον ρυθμό ροής μάζας χωρίς να απαιτείται αντιστάθμιση πυκνότητας, καθιστώντας τους ιδανικούς για εφαρμογές μεταφοράς φύλαξης όπου η ακρίβεια ±0,05% ή καλύτερη είναι υποχρεωτική. Ο μετρητής ροής μάζας Coriolis υπερέχει σε σενάρια μέτρησης αμφίδρομης ροής, κρίσιμα σε εργασίες φόρτωσης και εκφόρτωσης σε τερματικούς σταθμούς αποθήκευσης.
Εφαρμογές που κυμαίνονται από μεγέθη γραμμών 4 ιντσών έως 20 ιντσών χρησιμοποιούν την τεχνολογία Coriolis για εγκαταστάσεις μετρητών ροής αιθανίου και προπανίου, παρέχοντας αξιόπιστη μέτρηση για κανονικούς ρυθμούς ροής από 800 m³/hr έως 2.000 m³/hr σε λειτουργία υγρών και έως 65.000 kg/hr σε εφαρμογές ατμών.

Η τεχνολογία θερμικών μετρητών ροής μάζας κυριαρχεί στη μέτρηση αερίων υδρογονανθράκων σε συστήματα πυρσών και γραμμές διεργασιών μεγάλης διαμέτρου. Οι θερμικοί μετρητές ροής μάζας τύπου εισαγωγής προσφέρουν οικονομικά αποδοτικές λύσεις για εγκαταστάσεις σωλήνων 18 ιντσών έως 36 ιντσών όπου η διατήρηση της ελάχιστης πτώσης πίεσης είναι απαραίτητη. Αυτά τα όργανα μετρούν τον ρυθμό ροής μάζας αερίου ανιχνεύοντας την απαγωγή θερμότητας από θερμαινόμενους αισθητήρες, παρέχοντας άμεση μέτρηση μάζας χωρίς αντιστάθμιση πίεσης και θερμοκρασίας.
Για εφαρμογές τυμπάνων με εκτόνωση φλόγας που χειρίζονται ατμούς αιθανίου και προπανίου, οι θερμικοί μετρητές ροής μάζας παρέχουν αξιόπιστη μέτρηση σε σχεδόν ατμοσφαιρικές πιέσεις (0,1 kg/cm²G) σε όλο το εύρος θερμοκρασιών από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.
Η επιλογή κατάλληλων οργάνων ροής απαιτεί προσεκτική αξιολόγηση των συνθηκών σχεδιασμού σε σχέση με τις παραμέτρους λειτουργίας. Οι εφαρμογές μετρητών ροής αιθανίου μπορούν να λειτουργούν στους -116°C, αλλά πρέπει να αντέχουν σε θερμοκρασίες σχεδιασμού από -118°C έως +65°C με πιέσεις σχεδιασμού που φτάνουν τα 43,5 kg/cm²G σε λειτουργία ατμών. Ομοίως, οι μετρητές ροής προπανίου αντιμετωπίζουν συνθήκες σχεδιασμού από -52°C έως +115°C με πιέσεις έως 35,7 kg/cm²G, γεγονός που απαιτεί υλικά κατασκευής κατάλληλα για κρυογονική λειτουργία.
Οι εγκαταστάσεις μετρητών ροής σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας υδρογονανθράκων πρέπει να συμμορφώνονται με τις ταξινομήσεις επικίνδυνων περιοχών Ζώνης 1, Ομάδα Αερίων IIA, T3. Τα όργανα με πιστοποίηση ATEX με αξιολογήσεις αντιεκρηκτικής προστασίας Ex 'd' εξασφαλίζουν ασφαλή λειτουργία σε δυνητικά εκρηκτικές ατμόσφαιρες. Η βαθμολογία προστασίας από εισροές IP 67 παρέχει ουσιαστική προστασία από περιβαλλοντικές συνθήκες, διατηρώντας παράλληλα την ακεραιότητα του οργάνου.
Τα σύγχρονα συστήματα μέτρησης ροής ενσωματώνονται άψογα με κατανεμημένα συστήματα ελέγχου (DCS) μέσω του πρωτοκόλλου επικοινωνίας HART. Οι έξυπνοι πομποί παρέχουν αναλογική έξοδο 4-20mA με ψηφιακή επικάλυψη HART, επιτρέποντας την απομακρυσμένη διαμόρφωση, τη διάγνωση και την παρακολούθηση. Τα προηγμένα όργανα προσφέρουν δυνατότητες μετάδοσης πολλαπλών μεταβλητών, αναφέροντας ταυτόχρονα τιμές ροής μάζας, πυκνότητας, θερμοκρασίας και αθροιστή για τη βελτιστοποίηση των στρατηγικών ελέγχου της διεργασίας.
Η διαστασιολόγηση του ροόμετρου πρέπει να καλύπτει το πλήρες εύρος λειτουργίας, διατηρώντας παράλληλα την ακρίβεια σε κανονικές συνθήκες ροής. Οι ροόμετρα μάζας Coriolis λειτουργούν συνήθως βέλτιστα μεταξύ 20% και 100% της ονομαστικής χωρητικότητας, ενώ οι θερμικοί ροόμετρα μάζας υπερέχουν σε ευρύτερους λόγους turndown. Η αξιολόγηση των ελάχιστων, κανονικών και μέγιστων ρυθμών ροής διασφαλίζει ότι τα επιλεγμένα όργανα διατηρούν την ακρίβεια των προδιαγραφών σε όλο το εύρος λειτουργίας. Εδώ επισυνάπτουμε ένα τυπικό φύλλο διαστασιολόγησης του ροόμετρου Coriolis για τη μέτρηση της ροής αιθανίου .
Οι παράμετροι επιτρεπόμενης πτώσης πίεσης επηρεάζουν σημαντικά την επιλογή του ροόμετρου, ιδιαίτερα σε συστήματα τροφοδοτούμενα με βαρύτητα και εφαρμογές χαμηλής πίεσης. Οι ροόμετρα Coriolis συνήθως επιβάλλουν μέγιστη πτώση πίεσης 0,3 kg/cm², ενώ οι θερμικοί ροόμετρα μάζας ουσιαστικά δεν περιορίζουν τη ροή. Η κατανόηση της υδραυλικής του συστήματος αποτρέπει την σπηλαίωση κατά την παροχή υγρού και εξασφαλίζει επαρκή πίεση κατάντη για τις απαιτήσεις της διεργασίας.
Η διατήρηση της ακρίβειας των μετρήσεων απαιτεί περιοδική βαθμονόμηση χρησιμοποιώντας πιστοποιημένα πρότυπα αναφοράς. Οι μετρητές ροής μάζας Coriolis επωφελούνται από την εργοστασιακή βαθμονόμηση με νερό ή ελαφρούς υδρογονάνθρακες, με προδιαγραφές ακρίβειας που περιλαμβάνουν γραμμικότητα, υστέρηση και φαινόμενα επαναληψιμότητας. Τα πιστοποιητικά βαθμονόμησης που τεκμηριώνουν τις συνθήκες δοκιμής, τα αρχεία πίεσης και την επαλήθευση εύρους παρέχουν ιχνηλασιμότητα για τις αιτήσεις μεταφοράς επιμέλειας.
Η επιλογή της κατάλληλης τεχνολογίας μέτρησης ροής για εφαρμογές αιθανίου, προπανίου και υδρογονανθρακικού αερίου απαιτεί ολοκληρωμένη κατανόηση των συνθηκών διεργασίας, των ιδιοτήτων των ρευστών και των λειτουργικών απαιτήσεων. Οι μετρητές ροής μάζας Coriolis προσφέρουν απαράμιλλη ακρίβεια για τη μεταφορά υγρών, ενώ οι θερμικοί μετρητές ροής μάζας παρέχουν οικονομικά αποδοτικές λύσεις για την παρακολούθηση αερίων σε σωλήνες μεγάλης διαμέτρου και συστήματα εκτόνωσης.
Η επιτυχία στην κρυογονική αποθήκευση και την επεξεργασία υδρογονανθράκων εξαρτάται από αξιόπιστα όργανα ροής που διατηρούν την απόδοση σε ακραίες θερμοκρασίες, μεγάλα εύρη πίεσης και μεταβαλλόμενες συνθήκες ροής. Συνδυάζοντας την τεχνολογία μετρητή ροής με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις εφαρμογής, οι χειριστές επιτυγχάνουν βέλτιστη ακρίβεια μέτρησης, συμμόρφωση με τους κανονισμούς και λειτουργική αποτελεσματικότητα σε αυτά τα απαιτητικά βιομηχανικά περιβάλλοντα.