슬러리는 많은 공정 산업에서 발견되며, 슬러리의 유량을 측정하는 것은 종종 입자 크기와 부피의 지속적인 변화, 다양한 밀도, 레이미너 유동 및 종종 유지되어야 하는 높은 속도로 인해 도전적일 수 있습니다.
일반적인 슬러리 측정 응용 및 도전 과제
일반적인 슬러리 측정 응용 및 도전 과제에는 다음이 포함됩니다:
펄프 및 종이, 황산 공정에서 종이 기계 입구에서 일반적인 농도인 3.6% 고체를 가지며, 화학 펄프 생산에 가장 일반적인 황산 공정에서 강한 펄프를 생산하는 기계 펄프 공정보다 강한 펄프를 생산합니다.
금속 및 광산에서 많은 스트림에서 5%에서 8%의 고체를 함유하며, 구리 농축 공장 테일링 라인에서 50% 이상의 고체 함량을 가지는 고체가 많은 스트림.
유동 신호에 노이즈가 추가되는 화학 주입을 위한 석유 및 가스 및 석유화학 분야.
프랙킹 응용에서는 적합성이 필요합니다. 수중에 펌프된 물과 모래의 혼합물을 0.25%의 정확도로 측정하여 웰 도전을 줄입니다.
높은 전도도의 브라인과 약 10%의 고체를 함유하는 상수 처리 브라인에서 발생하는 높은 변동성으로 인한 수처리 브라인.
다행히 대부분의 슬러리는 수기반이므로 자기 유속계 또는 마그미터를 사용하여 비침입식 유량 측정에 적합합니다. 이 측정 기술은 난류 및 레이미너 유동 응용에서 유량을 측정할 수 있는 소수의 기술 중 하나입니다.
마그미터는 트랜스미터와 센서로 구성되어 있으며 함께 유량을 측정합니다. 마그미터의 센서는 인라인에 배치되어 파이프를 통해 흐르는 유체에 의해 발생하는 유도 전압을 측정합니다. 트랜스미터는 센서에 의해 생성된 전압을 가져와 유량 측정으로 변환하고 해당 유량 측정값을 호스트 시스템으로 전송합니다.
펄프 스톡, 브라인 또는 광산 광석에서 마그미터를 사용하여 유동을 측정할 때 슬러리 유동 스트림에 입자가 포함되면 불안정한 측정값이 발생할 수 있습니다. 이와 같은 문제는 각 응용 프로그램에 적합한 적절한 마그미터를 신중하게 선택함으로써 해결할 수 있습니다.
슬러리 유량 측정에서 불안정한 신호 관리
플루이드에 혼입된 부유물질로 인해 전극 센서에 영향을 주어 밀리볼트 스파이크가 발생하고 이를 유량 스파이크로 해석하는 불안정하고 부정확한 마그미터 측정값이 종종 발생합니다. 브라인이나 화학 물질 서비스에서 유리섬유 파이프가 자주 사용되며, 이는 입자 충돌 문제와 마찬가지로 응용 프로그램에서 많은 정전류를 생성하므로 측정 무결성에 영향을 줍니다. 표준 마그미터를 사용할 때, 전극에 의해 측정된 이러한 잡음 신호는 유동 신호와 일관되고 정확하게 분리하기 어렵습니다.
이러한 종류의 잡음에 대한 전통적인 보상 방법은 흐름 신호의 감쇠 시간을 연장하는 것인데, 이는 변속기에서 수행됩니다. 이러한 슬러리 신호의 성격으로 인해 30초에서 60초의 감쇠 시간을 볼 수 있습니다. 이 기술은 안정적인 유량 값을 생성하지만 실시간 제어에는 적합하지 않습니다. 많은 유동 프로세스에서 프로세스 데드타임은 종종 1초 미만이므로 이 정도로 감쇠하는 것은 제어가 여러 사이클 전에 발생한 변화에 반응하게 만들어 제어 시스템의 불안정한 운영을 초래할 수 있습니다.
이러한 불안정한 운영은 종종 제어 밸브의 진동, 생산성 감소 및 다운타임을 초래합니다. 변속기와 제어 시스템 모두에 적용된 감쇠가 있더라도, 많은 경우에는 여전히 너무 많은 잡음이 있어 프로세스를 효과적으로 조절할 수 없습니다.
한 제지 공장 사례에서, 문제가 가장 심각했을 때 시설은 자동 제어를 완전히 끄고 제어 밸브를 수동으로 조작해야 했으며, 이는 성능이 나쁘게 되는 것뿐만 아니라 운영자의 시간을 비효율적으로 사용하게 만들었습니다.
슬러리 유속 측정을 위한 더 나은 접근 방식
센서에서 생성된 신호의 사용 가능한 전력을 증가시킴으로써 노이즈 효과를 줄이는 한 가지 방법은, 예전 디자인의 0.5 앰프에서 최신 디자인의 2 앰프로 전력을 증가시키는 것입니다. 그러나 신호 전력을 증가시키는 것은 노이즈 신호라는 한 가지 측정 문제만 해결하고, 디브리스나 다른 프로세스 유발 스파이크와 같은 도전적인 문제를 완전히 해결하지는 않습니다.
개발 중에 200개 이상의 실제 하드 환경 노이즈 샘플을 분석하고, 개선된 마이크로프로세서 기능을 활용함으로써, 자기 유량계 개발 팀은 변송기에서 더 정교한 디지털 처리 요구 사항을 식별할 수 있었습니다. 이는 입자의 충돌로 인한 이상치를 식별하고 무시하기 위해 신호를 활성 처리하는 것을 포함합니다.
기술 내부: 자기 유량계 개선
이 고급 변송기는 새로운 자기 유량계 구매 시 함께 제공되며, 기존 설치에도 후속 설치할 수 있습니다. 이 변송기에는 세 가지 프로세스 노이즈 프로필, 두 개의 코일 주파수, 제로 트림, 평균 시간, 프로세스 노이즈 수준, 프로세스 노이즈 요인/허용 한계, 스캔 시간 및 실행 평균의 시간 제한에 기초한 다섯 가지 사전 구성된 신호 처리 모드가 포함되어 있습니다. 또한 응용 프로그램에 따라 사용자 지정 가능한 여섯 번째 "사용자 지정" 신호 처리 모드가 있습니다. 세부 조정 및 사용자 지정 구성 개발을 돕기 위해 기술 지원이 제공됩니다.
이 미터의 센서는 이동 부품이 없는 방해 없는 디자인으로, 유전체 슬러리를 측정하는 데 이상적이며, 유지보수 및 수리를 최소화합니다. 이동 부품이나 방해물이 없다는 것은 기계적 고장이나 물질 축적이 없다는 것을 의미하며, 높은 신뢰성을 제공합니다.
임베디드 진단은 산업 전반에 걸쳐 점점 더 중요해지고 있습니다. 설치 조건, 프로세스 조건 및 장치 상태에 대한 통찰력을 제공할 수 있는 측정 장치를 구현하는 것은 예측적 유지보수를 위한 핵심 기능입니다. 스마트 미터 확인 기능은 이러한 진단을 실시간으로 알림을 통해 제공하여, 문제가 발생하기 전에 유지보수에 문제가 없도록 합니다. 진단에는 빈 파이프, 역류, 전극 포화, 접지 및 배선 결함을 포함한 다른 문제에 대한 표시가 포함됩니다.
진단 변수, 사용자 선택 가능한 보조 변수(전자 온도, 총 유량 등 16가지 변수 중 하나) 및 기타 정보를 제어 또는 자산 관리 시스템과 같은 호스트에 전송하려면 디지털 통신 프로토콜이 필요합니다. HART(FieldComm Group)는 하나의 옵션으로, 4-20mA 유량 측정 신호에 겹쳐집니다.
공정 산업에서 가장 널리 사용되는 필드 장치 프로토콜이기 때문에 많은 호스트 시스템이 이 프로토콜을 지원합니다. 그렇지 않은 경우, 프로토콜 변환기를 사용하여 HART 신호를 여러 개의 이산 및 4-20mA 신호로 변환하여 모든 호스트 시스템과 호환성을 보장할 수 있습니다.
최대 3-36인치(80-900mm)의 다양한 크기, ±0.25% 표준 및 ±0.15% 고정밀 옵션 구성의 정확도를 갖춘 자기 유량계 라인을 찾아야 합니다. 이는 대부분의 응용에 대응할 수 있습니다.
포장 재료 응용에서 고급 측정 기술의 활용
슬러리 자기계량기를 설치하기 전에 미터에서의 유량 신호는 150L/min까지 높은 값에서 10L/min까지 낮은 값으로 변동했습니다. 새로운 슬러리 자기계량기를 설치한 후, 감쇠 감소가 15초에서 3초로 줄었습니다. 이는 변환기의 신호 처리 기능과 결합되어 훨씬 안정적인 신호를 생성하고 관측된 측정값이 실제 슬러리 유량을 더 잘 대표하도록 했습니다.
결과적으로 개선된 공정 제어는 개선된 슬러리 유량 측정에 의해 지원되어 운영 중 중요한 변화를 감지하는 데 도움이 되었을 뿐만 아니라 잘못된 원료 공급으로 인한 재작업을 피하는 데도 도움이 되었으며, 이는 포장 재료의 품질에 영향을 미쳤습니다.
스웨덴의 한 펄프 산업 응용에서는 과도한 공정 진동을 경험했습니다. 제어 밸브의 과도한 마모뿐만 아니라 자주 스트로크되어야 하는 문제로 인해 종종 폐루프에서 수동 제어로 되돌아가야 했습니다. 이 스웨덴 제분소에 새로운 슬러리 자기계량기가 설치된 후 공장 직원들은 자동 폐루프 제어 모드에서 일관되게 운영할 수 있었으며, 생산성이 향상되고 원료 사용량이 감소하고 공정 중단이 줄었습니다.
고급 측정 기술의 적용: 광업 응용
남미의 한 금광에서는 광석 퍼프 분배 라인에 슬러리 자기계량기가 설치되었습니다. 설치 전에 순환 부하의 자동 균형 조정(밀에 반환되는 굵은 물질 대 세밀한 물질의 비율)이 불가능했고 조정 요소를 고려하여 수동으로 수행해야 했습니다. 이러한 수동 조정은 종종 부정확하거나 적시에 이루어지지 않아 큰 재작업을 유발했습니다. 또한 다양한 슬러리 유량 변동으로 인해 공정의 pH를 관리하기가 어려웠으며, 안전상의 이유로 생산량을 줄여야 했습니다. 슬러리 자기계량기를 설치한 후 유량 변화에 대한 실시간 응답이 가능해졌습니다. 이로 인해 필요한 재작업이 최소화되고 처리량이 증가했으며, 이는 실시간으로 자동 질량 균형이 이제 수행되기 때문입니다.
고급 자기계량기가 정확도, 제어성, 처리량을 향상시킵니다
유사한 성공 사례는 소포류를 포함한 잡음이 있는 자기계량기 신호가 관측되는 모든 산업에서 찾을 수 있습니다. 소포류 유량 측정은 여전히 도전적이지만, 특히 유량 측정값이 폐루프 제어에 사용될 때 고전도 또는 마모성 환경에서는 현대 자기계량기 기술로 대부분의 이러한 응용 프로그램을 해결할 수 있습니다.
이러한 혁신적인 기술을 구성 가능하고 사용자 정의 가능한 방식으로 사용하면 유량 측정값의 낮은 변동성을 제공하여 직원이 공정을 운영하는 데 더 가까이 운영 한계에 도달할 수 있습니다. 또한 다양한 유량 범위, 프로필 및 범위에서 장비의 마모를 줄이고 공정 안정성을 향상시키며 증가된 처리량을 제공합니다.
