Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Hladinoměry nejen pro chemické provozy

Společnost Level Instruments CZ – Level Expert se specializuje na dodávky měřicí techniky pro průmyslové provozy, zejména techniky k měření výšky hladiny kapalin, sypkých látek či pro stanovení rozhraní mezi nemísícími se kapalinami. Tato firma nabízí řešení vyhovující specifickým požadavkům chemického průmyslu. Přístroje poskytují uživateli spolehlivé údaje o množství měřeného produktu, jeho výšce hladiny a tlaku bez ohledu na jeho typ.
 

Výroba benzinu

Při výrobě benzinu je ropa nejprve odsolena a vyčištěna a pak je v destilačních kolonách rozdělena na základní složky (frakce). Při odlišných teplotách se oddělují různé složky. Médium je ve spodní části kolony ohřáto na bod varu, v horních částech kondenzát stoupá. Pro optimální provoz kolony je zásadní přesné měření teploty, tlaku a hladiny.
 

Měření hladiny

Výška hladiny v destilačních kolonách byla v minulosti měřena plovákovými systémy v obtokových stavoznacích. Tento údržbový systém je stále častěji nahrazován bezkontaktními radarovými hladinoměry. Současné obtokové komory mohou být běžně použity k měření, aniž je třeba stavoznak mechanicky upravovat. Vysoká teplota média ve spodní části kolony vyžaduje použití speciálních snímačů. Při provozní teplotě až 400 °C a tlaku do 16 MPa je optimálním řešením hladinoměr Vegapuls 66 (obr. 1).
 

Měření tlaku

Pro sledování procesu je důležitou hodnotou tlak ve vrchní části kolony. Podle typu může destilace probíhat při vakuu nebo při extrémně vysokém tlaku. Obzvláště vhodným přístrojem je zde převodník tlaku Vegabar 61 s širokým provozním teplotním rozsahem (obr. 1). Žádné problémy mu nečiní ani extrémní kolísání teploty během počáteční fáze procesu. Snímač s oddělovačem je možné použít při teplotách do 400 °C.
 

Měření hladiny v komoře obtokového stavoznaku

Jako alternativa bezkontaktních radarových hladinoměrů mohou být k měření hladiny v komoře stavoznaku použity reflektometrické radarové hladinoměry. Tyto přístroje jsou založeny na principu vedených mikrovlnných impulzů, které jsou vysílány po tyči. Obtoková komora s tyčovou anténou tvoří koaxiální systém. Díky tomu je možné spolehlivě měřit média s velmi nízkou dielektrickou konstantou – menší než 1,7. Další výhodou je, že připojovací trubky stavoznaku spojené s nádrží nezpůsobují falešné odrazy. V těchto podmínkách se uplatní hladinoměr Vegaflex 66 (obr. 1), který odolává provozní teplotě až 250 °C.
 

Reakční nádrže v chemickém průmyslu

Při výrobě pryskyřice je nutné smísit velké množství rozpouštědel. Během procesu vznikají suroviny, které se uplatní v širokém spektru oborů – od automobilového průmyslu až po výrobu hraček. Používané měřicí systémy jsou vystaveny působení náročných prostředí: teplotě přesahující 150 °C, vakuu nebo naopak vysokému tlaku, nánosům viskózních médií apod.
 

Měření hladiny radarovým hladinoměrem

V náročných podmínkách reakčních nádrží se velmi dobře uplatní bezkontaktní měření hladiny radarovým hladinoměrem Vegapuls. Měřicí přístroj není v přímém kontaktu s médiem a na anténě z PTFE téměř nevznikají nánosy. Radarový princip není ovlivňován provozními podmínkami, jako jsou teplota, tlak a výpary. Radarový hladinoměr poskytuje přesné výsledky dokonce i v případě silných turbulencí média, způsobených míchadly. Vzhledem k tomu, že při radarovém měření se vždy zjišťuje také vzdálenost k hladině média, není měření ovlivňováno změnou hustoty média během procesu. Při výrobě pryskyřice je nutné používat přístroje z korozivzdorných materiálů. Ochranný kryt antény z PTFE tedy zaručuje optimální chemickou odolnost. Pro zásobníky s teplotou přesahující 150 °C je vhodným řešením hladinoměr Vegapuls 62 s teplotním nástavcem.
 

Vegaswing 63 pro detekci hladiny

Vzhledem ke své univerzálnosti jsou v reakčních nádržích s oblibou používány vibrační spínače Vegaswing 63 (obr. 2). Na jejich správnou funkci nemají vliv ani takové provozní podmínky, jako je vysoká viskozita, teplota až 250 °C a tlak do 6,4 MPa. Pro náročnější prostředí jsou k dispozici verze z odolnějších materiálů nebo ve smaltovaném provedení. Vibrační spínače Vegaswing mohou být do systému implementovány jako bezpečnostní systém vyhovující standardu až SIL 2 a v redundantním provedení až SIL 3.
 

Pěnící média – žádný problém pro měření rozdílu tlaku

Radarová technika nemůže být použita, vytváří-li se na hladině média během reakce pěna; ta totiž mikrovlnný signál pohlcuje. Vzhledem k těmto okolnostem je nejvhodnějším způsobem měření hladiny tlaková diference za použití dvou převodníků tlaku (obr. 2). Snímač Vegabar 61, pracující při provozní teplotě až 400 °C, měří hydrostatický tlak a jeho fungování není ovlivňováno pěnou na hladině. Hladina se stanovuje na základě rozdílu tlaků.
 

Sypké materiály v chemickém průmyslu

Mnoho finálních produktů je vyráběno a dodáváno na trh v podobě prášku, granulí nebo peletek. Plastový granulát a prášek jsou často skladovány ve vysokých úzkých silech, kam je materiál dopravován pneumaticky, průmyslová hnojiva jsou zase na pásových dopravnících přemísťována do velkých bunkrů.
 

Měření hladiny v silech s průmyslovým hnojivem

Pro měření hladiny velmi abrazivních látek, jako jsou průmyslová hnojiva, je vhodným řešením bezkontaktní měřicí princip. Jeho přednost lze spatřovat v tom, že měření není ovlivňováno prašností, změnami produktů ani silným prouděním vzduchu. Hladinoměry Vegapuls 68 měří výšku hladiny média s absolutní přesností (obr. 3). Vegapuls 68 poskytuje spolehlivé výsledky dokonce i z měření při rozsazích větších než 40 m.
 

Vegapuls 67 pro menší a střední zásobníky

Pro měření v silech o výšce do 15 m je velmi vhodný radarový hladinoměr Vegapuls 67, který využívá radarový způsob měření. V uzavřených zásobnících je instalován pomocí přítlačné příruby a v otevřených zásobnících pomocí univerzálního montážního držáku. Radarový způsob měření není ovlivňován vysokou prašností.
 

Vegapuls 68 v silech s plastovým granulátem

Syntetické materiály v podobě granulátu nebo prášku mají špatné odrazové vlastnosti a pro spolehlivé a přesné měření vyžadují snímač s vysokou citlivostí. Radarový hladinoměr Vegapuls 68 (obr. 3), vyvinutý speciálně k měření sypkých materiálů, je do těchto podmínek vhodný také pro svůj dynamický rozsah. Může být opatřen různými anténními systémy, které garantují optimální zaměření signálů.
 

Monitorování tlaku sondou Vegabar 64

Jestliže je sypký materiál dopravován do zásobníku pneumaticky, je pro provoz velmi důležité monitorovat tlak v zásobníku, aby nedocházelo k ucpání prachových filtrů a aby byl udržen správný tlak v potrubí. Čelní keramická membrána měřicí sondy Vegabar 64 je příhodná právě při použití pneumatických dopravníků. Robustní snímač odolává abrazivním médiím a poskytuje spolehlivé údaje.
 

Závěr

Hladinoměry zmíněné v tomto článku, ale i další, v nejrůznějších verzích pro velmi široký rozsah použití, vyrábí a dodává německá firma Vega Grieshaber KG, kterou na českém trhu výhradně zastupuje společnost Level Instruments CZ – Level Expert s. r. o. Všechny dodávané přístroje vyhovují příslušným českým i evropským normám a jejich spolehlivost je ověřena dlouholetým provozem u nás i v zahraničí. Mnoho let zkušeností umožňuje pracovníkům obou společností porozumět specifickým požadavkům daného odvětví a správně na ně reagovat. Společnost Level Instruments CZ – Level Expert dodává měřicí techniku pro jakoukoliv oblast průmyslu včetně bezplatného technického poradenství, vypracování návrhu řešení, zapůjčení snímačů a jejich vyzkoušení u zákazníka.
(Level Instruments CZ – Level Expert s. r. o.)
 
Obr. 1. Měření v destilační komoře při výrobě benzinu: v horní části snímač tlaku Vegabar 61 a hladinoměr Vegaflex 66, v dolní části Vegapuls 66, odolávající vysoké teplotě
Obr. 2. Vibrační spínač hladiny Vegaswing 63 a snímače tlaku Vegabar 61 instalované v reakční nádobě
Obr. 3. Hladinoměr Vegapuls 68 pro snímání výšky hladiny průmyslového hnojiva v silu