التركيب

اعتبارات تصميم النظام والتركيب والصيانة لمقياسات تدفق البخار، بما في ذلك استخدام المصافي والفاصلات ومُقوّمات التدفق، مع تخطيطات الأنابيب. يتضمن قائمة تحقق مفيدة لاختيار نوع مقياس التدفق الصحيح للتطبيق.

التركيب

يجب أن يوفر المصنّع دائمًا بيانات التركيب مع المنتج، حيث سيحدد متطلبات محددة مثل الحد الأدنى من أطوال الأنابيب غير المسدودة التي يجب توفيرها قبل وبعد مقياس التدفق. من المعتد لمزود مقياس التدفق أن يقدم نصيحة ويُوصي بمتطلبات تركيب مقياس التدفق الخاص به. تُظهر الإحصائيات أن أكثر من ثلث مشاكل مقياسات التدفق ترجع إلى تركيب ضعيف. لا يمكن لأي مقياس تدفق بخار، مهما كان تصميمه جيدًا وتصنيعه دقيقًا، أن يتكيف إذا لم يُولَ اهتمام قليل بتركيبه وتصميم نظام البخار. جودة البخار بخار جاف يجب توفير البخار دائمًا في حالة جافة قدر الإمكان عند نقطة القياس.

أثبتت الوحدة 4.4 بالفعل أن البخار الرطب سيسبب عدم دقة ويمكن أن يتلف ميكانيكيًا بعض أنواع مقياسات التدفق.

طريقة بسيطة لكن فعالة لتجفيف البخار الرطب هي تركيب فاصل قبل مقياس التدفق.

الرطوبة المحملة تصطدم بالألواح الحاملة والقطرات الثقيلة تسقط إلى القاع وتُصرَّف عبر مجموعة مصائد بخار مُختارة بحجم مناسب. تُظهر اختبارات مستقلة أنه من الممكن تحقيق كسر جفاف بنسبة 99% عبر مجموعة واسعة من التدفقات باستخدام فاصل عالي الكفاءة كما هو موضح في الشكل 4.5.1.

للفاصل فائدة أخرى مهمة: اصطدام كتل المياه بأي مقياس تدفق بخار (أي ضربة مائية) يمكن أن يسبب تلفًا ميكانيكيًا شديدًا. تركيب فاصل قبل مقياس تدفق البخار سيقلل ضغط التأثير الناتج عن كتل المياه بنسبة تصل إلى 90%، مما يوفر حماية كبيرة لأي جهاز قياس تدفق مكلف.

الفاصل مع مصيده يضمن إزالة فعالة للمكثف قبل مقياس التدفق.

لكن أي نقاط منخفضة حيث يرتفع الخط الرئيسي للبخار إلى مستوى أعلى يجب أن تحتوي أيضًا على نقاط مصائد تصريف مُختارة بحجم كافٍ وصحيح.

من الجدير أيضًا التأكد من إزالة الهواء والغازات المحملة الأخرى عن طريق تركيب فتحة هواء في خط البخار. الفاصل الموضح في الشكل 4.5.1 لديه اتصال علوي مناسب لفتحة هواء تلقائية ستساعد في إزالة الغازات غير المكثفة قبل محطة قياس التدفق. يوضح الشكل 4.5.2 نقطة مصيدة تصريف ومحطة تهوية مدمجة في نهاية خط البخار الرئيسي. بخار نظيف يجب تركيب مصفاة أنابيب (الشكل 4.5.3) قبل مقياس التدفق. هذا سيزيل أي قطع كبيرة من الحجم أو الرايش أو الحطام الآخر في الأنابيب، الذي قد يتلف العنصر الأساسي. يجب تنظيف جهاز المصفاة الداخلي بشكل دوري، خاصة خلال بدء التشغيل الأولي لتركيب جديد.

كما هو الحال مع أي مصفاة أنابيب بخار، يجب تركيب المصفاة مع الجسم أفقيًا لتجنب تراكم المكثف وبالتالي تقليل مساحة الترشيح (الشكل 4.5.4). الصيانة يجب النظر في توفير صمامات على جانبي مقياس التدفق لأغراض العزل، حيث إن الفحص والصيانة وربما “الإزالة للمعايرة” ستكون مطلوبة أحيانًا. يجب أن تكون هذه الصمامات من نوع الفتح الكامل أو الإغلاق الكامل، التي تُقلل مقاومة التدفق، مثل صمامات الكرة ذات التجويف الكامل. بالإضافة إلى ذلك، حلقة تحويل مُشغّلة أو قطعة تعويض تعمل كبديل مؤقت إذا أُزيل مقياس التدفق من الأنبوب، سيحل مشكلة انقطاع إمداد البخار أثناء إجراءات الصيانة. يجب دعم الأنابيب ومقياس التدفق بشكل كافٍ ومواءمة بشكل صحيح مع ميل طفيف إلى آخر نقطة تصريف قبل مقياس التدفق. يجب عزل الأنابيب بشكل صحيح وفعال لتقليل خسائر الإشعاع والمكثف الإضافي. توصيات التركيب

1. تأكد من دعم جميع الأنابيب بشكل كافٍ ومواءمتها بشكل صحيح. - هذا سيمنع التطفح أثناء فترات التوقف ومشاكل محتملة عند “بدء التشغيل”.
2. حدد حجم مقياس التدفق بناءً على السعة وليس حجم الخط. - عند الحاجة إلى تقليل حجم الأنبوب، استخدم مواسير تخفيض طرفية.
3. انتبه لملاحظة اتجاه التدفق الصحيح. - يجب أن يُظهر سهم على جسم مقياس التدفق ذلك.
4. يُنصح بتركيب صمام راجع بعد المحول مباشرة. - هذا سيتجنب التلف المحتمل بسبب التدفق العكسي.
5. لا تُوصّل مقياس التدفق مباشرة بعد صمام خفض الضغط. - هذه الملاحظة خاصة بصمامات التحكم ذاتية التحكم بعمليات تضييق نطاق تناسبي ضيق؛ قد تتسبب في تذبذبات ضغط تؤدي إلى عدم دقة و/أو تلف محتمل للوحدة الأساسية. كقاعدة عامة، يجب أن يكون التحكم ذاتي التحكم في الضغط على الأقل 10، ويفضل 25 قطر أنبوب قبل مقياس التدفق.
6. لا تُركّب مقياس التدفق بعد صمام إيقاف مفتوح جزئيًا. - هذا يمكن أن يؤدي إلى دوامة، مما قد يؤدي إلى عدم دقة.
7. يجب دائمًا تركيب فاصل قبل مقياس التدفق. - هذا سيزيل الرطوبة المحملة من البخار. البخار الجاف مطلوب لقياس تدفق البخار الدقيق. سيوفر أيضًا درجة من الحماية ضد تلف ضربة الماء. يجب تصريف الفاصل باستخدام مصيدة بخار عوامة حرارية.
8. يجب تركيب مصفاة بحجم خط كامل بشبكة فولاذ مقاوم للصدأ 100 شبكة. - هذا سيمنع الأوساخ والحجم من الوصول إلى المحول. هذا مُنصح به بشكل خاص على الأنظمة القديمة أو المتسخة حيث يوجد أوساخ أو تآكل.
9. تأكد من عدم بروز وجوه الحشية داخل الأنبوب.
10. يمكن تركيب صمام إيقاف محكم الإغلاق قبل مقياس التدفق.
11. يجب توفير أطوال موصى بها من الأنابيب الواضحة غير المسدودة قبل وبعد مقياس التدفق. X + Y تُعرف بـ “مسار مقياس التدفق” (الشكل 4.5.5). مسألة ترك طول كافٍ من الأنابيب الواضحة غير المسدودة قبل وبعد مقياس التدفق بالغة الأهمية. هذا لمنع خطر الدوامة، التي يمكن أن تنتج عن الانحناءات والصمامات المفتوحة جزئيًا. بعض أنواع مقياسات التدفق أكثر عرضة للدوامة من غيرها. يوصي بعض المصنّعين باستخدام مُقوّمات تدفق لإزالة الدوامة (الشكل 4.5.6). ومع ذلك، من الأفضل فعل كل ما هو ممكن لمنع خطر الدوامة بتوفير مسار مقياس تدفق كافٍ لأن مُقوّمات التدفق في أنظمة البخار يمكن أن تُحضر مياه سطحية. قد يكون من الأفضل حتى اختيار مقياس تدفق بخار أقل عرضة لتأثيرات الدوامة. التحديد الصحيح لحجم مقياس التدفق ضروري أيضًا وستوصي معظم الشركات المصنّعة بأقصى وأدنى معدلات تدفق لكل حجم من مقياسات التدفق.

إذا كان مقياس التدفق المراد استخدامه أصغر من الأنبوب الذي سيُركّب فيه، يجب تحقيق تقليل حجم الأنبوب باستخدام مواسير تخفيض طرفية (الشكل 4.5.7). سيمنع هذا تجمع المكثف عند نقطة منخفضة - كما سيكون النتيجة إذا استُخدمت مواسير تخفيض مركزية. يجب تحقيق تقليل حجم الأنبوب في أقرب نقطة إلى مقياس التدفق مع الحفاظ على مسار مقياس التدفق المطلوب.

اعتبارات تصميم النظام اتباع نهج منظم لقياس تدفق البخار سيساعد في ضمان:

• تحقيق أهداف التصميم.
• عدم إغلاق أي عناصر من التصميم.
• تعظيم الفوائد.
• تقليل النفقات المالية. هناك عنصران رئيسيان لهذا النهج:

1. مراعاة نظام إمداد البخار الحالي يجب أن يُحدد المخطط أي تغييرات مستقبلية في المصنع أو العملية قد تؤثر على تركيب مقياسات تدفق البخار، ويجب أن ينظر فيما إذا كان تركيب مقياسات التدفق من المحتمل أن يعمل كمحفز لهذه التغييرات. تعديلات النظام، على سبيل المثال، قد تتضمن إغلاق أقسام مهجورة من خطوط البخار الرئيسية، أو إعادة توجيه الأنابيب، أو تحسين حالة تخطيط الأنابيب و/أو العزل بشكل عام.
2. تحديد هدف تركيب قياس تدفق البخار عادةً، سيتم تحديد معيار تصميم واحد أو أكثر من المعايير التالية بشكل واضح:

• توفير معلومات لأغراض المحاسبة، مثل التخصيص الإداري للتكاليف.
• تسهيل نقل الحضانة، على سبيل المثال حيث تبيع محطة مركزية البخار لمجموعة من العملاء.
• تسهيل سياسات المراقبة والاستهداف (M وT) وملاحظة الاتجاهات.
• تحديد ومراقبة استخدام الطاقة والكفاءة. كل معيار من المعايير أعلاه يفرض قيودًا مختلفة على تصميم نظام قياس تدفق البخار. إذا استُخدم قياس التدفق لأغراض محاسبية أو لنقل الحضانة، فستكون هناك حاجة إلى تركيب عدد كافٍ من مقياسات التدفق لتخصيص الاستهلاك لكل من مراكز التكلفة. أيضًا، إذا كان المنتج المباع هو الطاقة وليس البخار، فسيجب تركيب مقياسات تدفق على خطوط إرجاع المكثف أيضًا، لأن هذا الماء الساخن سيكون له قيمة حرارية. لكلتا التطبيقتين، سيُطلب أعلى مستوى ممكن من قياس التدفق، خاصة من حيث الدقة ونسبة الخفض وقابلية التكرار.

قد يتطلب النظام أيضًا قياس تدفق راجع حتى يمكن إثبات صحة الاستهلاك. يجب ملاحظة أن الثقة في أي نظام مراقبة، بمجرد فقدانها، يصعب استعادتها بشدة. يجب أن يتضمن النظام أيضًا قياس خسائر النظام الناتجة عن إمداد البخار لموقع معين.这意味着 يجب تحديد مواضع مقياسات التدفق قرب بيت الغلايات قدر الإمكان.

في تطبيقات M وT وفي تحديد كفاءة الطاقة، يكون معيار قياس التدفق المهم هو قابلية التكرار. سيكون المستخدم أكثر اهتمامًا بالاتجاهات في الاستهلاك rather than القيم المطلقة.

تحديد ترتيبات مقياس التدفق

بمجرد تحديد تخطيط النظام، والبيانات المطلوبة لقياس دقيق لاستهلاك الطاقة للنظام/المصنع، يمكن التفكير في عدد ومواقع مقياسات التدفق المطلوبة. يتطلب هذا مراعاة الموقع ككل بما في ذلك خط البخار الرئيسي من بيت الغلايات.

يُظهر الشكل 4.5.8 أربعة تخطيطات ممكنة لنفس النظام.

المخططات الأربعة الموضحة في الشكل 4.5.8 توضح كيف يمكن أن يؤثر توصيل مقياسات تدفق بخار متعددة على النتائج المتحققة وفي النهاية تؤثر على تحليل البيانات. تحديد مواصفات مقياس تدفق بخار بعض العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار عند اختيار مقياس تدفق بخار تشمل: الأداء

• ****الدقة.
• قابلية التكرار.
• نسبة الخفض.
• انخفاض الضغط.
• مرافق وحدة العرض. الصيانة
• الموثوقية.
• احتياجات المعايرة.
• متطلبات قطع غيار أو برنامج استبدال الخدمات.
• سهولة الصيانة. التكلفة
• تكلفة مقياس التدفق.
• تكلفة الأدوات المرتبطة.
• تكلفة التركيب.
• إجمالي تكاليف العمر الافتراضي. عوامل أخرى
• سمعة المصنّع.
• الدعم المقدم من المصنّع.
• متطلبات المعايرة الأولية.
• تعويض الكثافة.
• القدرة على الربط.
• توفر المعدات المرتبطة.
• جودة الأدبيات والمعلومات المقدمة. يجب النظر في النقاط أعلاه بشكل جماعي. على سبيل المثال، قد يكون من الخطأ ببساطة اختيار مقياس تدفق بناءً على الدقة عندما يكون هناك غالبًا توازن بين الدقة والموثوقية.

مقياسات التدفق الأكثر دقة غالبًا ما تكون الأكثر رقة ويمكن أن تتأثر بشدة عند استخدامها مع البخار. النهج الأكثر حكمة سيكون البحث عن دقة معقولة مع قابلية تكرار جيدة وموثوقية مثبتة مع البخار. قائمة تحقق مفيدة للمساعدة في اختيار مقياس تدفق بخار

يُقدم ما يلي للمساعدة في اختيار مقياس تدفق بخار ويُعطي قائمة تحقق مفيدة وتذكير بالأسئلة التي يجب طرحها:

• ما هو التطبيق؟ (مقياس تدفق بيت الغلايات، مقياس تدفق إداري، أو مقياس تدفق مصنع.)
• ما حجم الأنبوب وتكوينه؟
• ما ضغط البخار ودرجته؟
• ما هدف قياس التدفق؟ (تخصيص التكلفة، فحص كفاءة المصنع، مراقبة برنامج توفير الطاقة.)
• ما الذي يحتاج مقياس التدفق إلى إظهاره؟ (معدل التدفق، الكتلة أو الحجم.)
• هل هناك حاجة لقياس أقصى وأدنى ومتوسط معدلات التدفق؟
• ما الدقة وقابلية التكرار ونسبة الخفض المطلوبة؟
• ما ميزانية الشراء المسموح بها؟
• كم منها مخصص لتكاليف التركيب وتكاليف المعدات المساعدة؟
• من سيُركّب مقياس التدفق؟
• من سيفعّل مقياس التدفق؟
• من سيعتني بصيانة مقياس التدفق؟
• هل هناك حاجة لتوصيل مقياس التدفق بمسجلات بيان محلية أو أنظمة إدارة طاقة مركزية؟
• هل الحجم الفعلي قيد؟
• هل مقياس التدفق مصمم للعمل مع البخار؟
• هل هناك أي سمات أخرى مطلوبة، مثل إنذارات عن بُعد مؤقتة؟ بمجرد اكتمال هذا التقييم، يجب اتباع الخطوات في الشكل 4.5.9 قبل اتخاذ الاختيار النهائي.