Пробоотборный зонд, калибровочные и переключающие модули и другие способы упростить отбор проб

Модули пробоотборного зонда и другие способы упростить отбор проб посредством стандартных подсистем

Стандартные, собранные из готовых узлов подсистемы могут повысить эффективность работы благодаря упрощению конструкции систем управления и отбора проб среды. Применение стандартных систем позволяет, помимо прочего, значительно снизить издержки на монтаж систем, время простоя и объем обслуживания в целом, а руководители предприятий и объектов смогут приобретать и собирать отдельные компоненты единообразно по всем объектам (даже на других континентах). 

В итоге руководители получают экономию времени, сил и энергии, которую можно направить на повышение эффективности и снижение издержек в других частях объекта.

Далее рассказывается о наиболее распространенных типах подсистем, позволяющих повысить эксплуатационные характеристики пробоотборных систем, а также о том, каким образом они позволяют увеличить эффективность пробоотборной системы.

Калибровочные и переключающие модули (CSM)  

Основной функцией модуля CSM является обработка и выбор технологических потоков или выбор калибровочного потока для анализа. Как минимум, каждая система должна иметь два входа: два входных отверстия для технологического потока или одно отверстие для технологического и одно — для калибровочного потока. Система отбирает среду для анализа в ответ на сигнал давления воздуха от внешнего источника, обычно анализатора. Сигнал открывает один из клапанов переключения потока (SSV ) двойного отсечения со сбросом в соответствии с потоком, содержащим среду для анализа. Применение модулей CSM, в том числе от компании Swagelok, обеспечивает несколько дополнительных преимуществ, включая следующие: 

• многообразие конфигураций обработки проб для удовлетворения требований различных систем; 
• возможность ручной калибровки, позволяющая оператору калибровать анализатор в любое время; 
• цветовая идентификация потоков — входные отверстия для технологических потоков всегда синего цвета, для калибровочных потоков — оранжевого, обводные линии — зеленого, а выходное отверстие — белого цвета; 
• встроенный контур потока для обеспечения согласованного времени доставки в анализатор для всех потоков и исключения тупиков или возможности перекрестного загрязнения потоков;
• вентилируемый воздушный зазор, предотвращающий опасную вероятность смешивания воздуха под давлением со средой системы под давлением; 
• модульная конструкция, облегчающая техобслуживание — отдельные компоненты можно извлечь из сборочного узла, ослабив четыре винта, доступные с верхней стороны панели (отсутствует опасность случайного демонтажа всего блока или нарушения других соединений для переноса среды); 
• возможность обхода, допускающая высокий расход — и последующее уменьшенное время отбора проб — в модуле CSM.

В зависимости от области применения модуль быстрой петли (подробнее описан далее) может снабжать модуль CSM потоком из фильтра быстрой петли для улучшения времени отклика анализатора. Модуль CSM может содержать дополнительные обходные потоки, которые могут возвращаться в технологическую линию (через обводную линию или отдельно) или отправляться в систему утилизации. Число входов будет определяться количеством проб и калибровочных линий, направляемых на один анализатор.

Модули пробоотборного зонда (SPM)

Использование модулей пробоотборного зонда совместно с клапанными блоками пробоотборных зондов (SPV) может улучшить безопасность и чистоту проб, а также своевременность их доставки. Зонд обеспечивает ускоренный отклик анализатора за счет уменьшения объема системы отбора проб. Объем патрубка может быть значительным, что увеличивает требуемый продувочный объем всей системы отбора проб. Кроме того, зонд позволяет отбирать пробы из центра технологического трубопровода, что исключает попадание в нее осадка со стенок трубы. Применение в зонде срезов под углом 45° существенно снижает количество частиц, попадающих в систему отбора проб. Обе указанных особенности позволяют зонду осуществлять отбор репрезентативных проб из технологической линии.

Ввиду этих причин рекомендуется использовать зонды в трубках крупнее 2 дюймов (50 мм). Это особенно важно в случае с трубками крупнее 4 дюймов (100 мм). Конструкции зондов могут отличаться по длине, диаметру, толщине стенки и используемым материалам. Эти параметры влияют на прочность, фильтрующую способность и внутреннюю скорость потока зонда. Более толстостенные и крупные приварные зонды выдерживают более высокие нагрузки от интенсивных технологических потоков, но обеспечивают меньшую скорость потока, так как имеют больший внутренний диаметр. Однако меньшая скорость потока позволяет большему количеству частиц уклоняться от зонда, вместо того чтобы попадать в систему отбора проб. Выдвижные зонды меньшего размера не настолько прочны, как приварные зонды, однако их меньший внутренний объем обеспечивает более высокие скорости движения проб к анализатору.  Подробнее о модулях пробоотборного зонда Swagelok можно узнать здесь.

Модули обводной линии (FLM) 

Модули обводной линии предназначены для пробоотборных линий с большим расходом, позволяя снизить запаздывание в системах поточного анализа. Модуль обводной линии (FLM), расположенный в блок-боксе анализатора, позволяет изолировать пробоотборную систему, а также подавать продувочный газ для очистки системы. Модуль FLM от компании Swagelok извлекает пробу через фильтр, сохраняя чистоту фильтрующего элемента благодаря высокому расходу в обводной линии. 

В обводной линии должно быть два технологических крана: один для подачи проб, другой — для возврата. Чтобы сэкономить на покупке пробоотборного насоса и повысить надежность пробоотборной системы, расположите точку возврата в месте с более низким давлением, чем в кране подачи. Технологические краны следует устанавливать как можно ближе к анализатору. Если проба содержит конденсируемый газ, нагрейте обводные линии и модуль FLM до температуры выше точки росы пробы при рабочем давлении. Жидкостную пробу нужно будет нагреть, только если необходимо предотвратить ее замораживание.

Модули полевой станции (FSM)

Модули полевой станции (FSM) уменьшает давление технологического газа перед его подачей в анализатор. Транспортировка газовой пробы при низком давлении дает три основных преимущества:  

• Более быстрый отклик анализатора. В линии высокого давления с последующим контролем расхода молекулы газа расположены более плотно, что обуславливает меньшую скорость потока и более продолжительное время продувки. Уменьшение давления газовой пробы означает снижение числа молекул в транспортной линии и компонентах подготовки проб. Поэтому систему легче промывать, а анализатор может быстрее реагировать на изменения в техпроцессе. Объем газа в транспортной линии пропорционален его абсолютному давлению. При уменьшении абсолютного давления в 2 раза число молекул газа в линии также уменьшается в 2 раза, поэтому — при прочих равных условиях — для достижения свежей пробой анализатора требуется в 2 раза меньше времени. Обычно модуль FSM используется, когда давление технологической среды составляет 3 бара (ман.) (43,5 фунта на кв. дюйм, ман.) или выше.
• Меньший уровень конденсации. Относительная влажность газа прямо пропорциональна парциальному давлению водяного пара в смеси. Относительная влажность 100% (или насыщение) представляет собой максимально возможное парциальное давление водяного пара при рабочей температуре. Таким образом, если водяной пар в газовой смеси достигает 100% предела насыщения, он начинает конденсироваться в транспортной линии проб. Чтобы избежать конденсации в газовых пробах, модуль FSM уменьшает парциальное давление каждого газа смеси в пробе. Одним из способов уменьшения парциального давления каждого газа является снижение общего давления в системе (парциальное давление каждого газа уменьшается пропорционально изменению общего давления). Например, если абсолютное давление пробы уменьшить в два раза, парциальное давление каждого газа в смеси также уменьшится вдвое, что приведет к двукратному уменьшению степени насыщения воды в пробе. Применение модуля FSM существенно снижает вероятность образования конденсата в транспортной линии проб.
• Больший уровень защиты окружающей среды. В аварийной ситуации газ под давлением вырывается в атмосферу, что может привести к повреждению системы или травмированию окружающих людей. Коэффициент объемного расширения прямо пропорционален уменьшению абсолютного давления. В системах высокого давления без модулей полевой станции расширение может быть настолько высоким, что способно привести к взрыву. Установка модуля FSM в точке отбора технологических проб означает, что действую высокого давления подвергается меньшая часть пробоотборной системы, что повышает уровень защиты окружающей среды.

Распределительные коллекторы (FDH) 

Распределительные коллекторы являются распространенными узлами, используемыми в различных газовых и жидкостных системах. Распределительный коллектор обеспечивает прохождение потока через несколько выходных отверстий, действуя во многом аналогично крупному фитингу с отводом. Распределительный коллектор имеет входное отверстие на одном конце, дренажное отверстие на другом конце и несколько выходных отверстий по бокам. Типовые распределительные коллекторы изготавливаются из отрезка трубы или прутка, и они имеют сварные или резьбовые торцевые соединения. 

В качестве распределительного клапанного блока или коллектора распределительный коллектор соединяет нескольких пользователей с источником рабочей среды. К типовым системам относятся: 

• Охлаждающая вода 
• Пар
• Сжатый воздух 
• Технический азот 

В типовой анализаторной будке, к примеру, один распределительный коллектор выполняет функции коллектора воздуха, другой распределяет технический азот, а третий распределяет пар низкого давления. При необходимости несколько подсистем распределительного коллектора могут быть свинчены вместе встык для удлинения отрезков коллектора. 

Обычно распределительный коллектор имеет основной запорный клапан и несколько выходных отверстий, каждое со своим собственным запорным клапаном. Для потенциально влажных газов, таких как сжатый воздух или пар, распределительный коллектор рекомендуется устанавливать вертикально, расположив дренажный клапан внизу. Для жидкостных систем распределительный коллектор рекомендуется устанавливать вертикально, так чтобы подача осуществлялась снизу, а верхний клапан использовался в качестве дренажного отверстия для стравливания захваченного воздуха или для поступления воздуха с целью дренажа распределительного коллектора во время его технического обслуживания.

С вопросами и за более подробной информацией о стандартных предварительно смонтированных подсистемах Swagelok, а также по поводу прочих услуг оценки и консультирования по жидкостным и газовым системам обращайтесь в региональный центр продаж и сервисного обслуживания.  

ОБРАТИТЕСЬ В РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ПРОДАЖ И СЕРВИСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ