Boru Hatlarında Gaz İçeriği Krohne EGM Teknolojisi ile Artık Sorun Değil!
Endüstriyel akış ölçümleri, birçok endüstri için proses enstrümantasyonunun en önemli bölümüdür. Gerek günümüz ekonomik koşullarının gerektirdiği üzere en yüksek verimliliğe ulaşmayı hedefleyen otomasyon sistemlerine veri sağlanması, gerek yüksek verimlilikte proses yönetiminin gerçekleştirilmesi ve gerekse alım satım uygulamalarında ticari tarafların azami çıkarlarının korunması gibi açılardan akış ölçümleri endüstri dünyası için çok büyük önem taşımaktadır.
Bu denli önemli olan akış ölçümleri için günümüze değin farklı tekniklere dayanarak
hacimsel ya da kütlesel akış ölçümü gerçekleştiren birçok akış ölçüm yöntemi geliştirilmiştir.
Bu yöntemlerin bazıları sıvı, bazılarıysa gaz uygulamaları için geliştirilmişlerdir.
Günümüzde hemen her türlü sıvı ve gaz uygulamalarına yönelik gereksinimleri karşılayan farklı akış ölçüm yöntemleri bulunmaktadır. Ancak ölçüm yapılacak boru hattındaki sıvı akışkanın aynı anda gaz da içermesi sağlıklı akış ölçümü yapılabilmesi açısından çok önemli bir sorundur. Çift fazlı akış sorunu olarak da anılan bu durum, sıvı boru hatları içerisinde sürüklenen ya da hapsolmuş gaz içeriği sorunu olarak karşımıza çıkmaktadır.
Birçok endüstride, boru hatları içerisinde sürüklenen ya da boru hattı içerisinde hapsolmuş gaz ya da hava içeriğinin (çift fazlı akış) ölçüm doğruluğu ve proses verimliliği üzerinde çok önemli etkileri bulunmaktadır. Genel olarak birçok sistem, sürüklenen gaz içeriğini önleyecek ya da tahliye edecek şekilde tasarlanıyor olsa da bu amaçla alınan önlemler her zaman başarılı ve pratik olmayabilir.
Çift fazlı akış, çoğu akış ölçüm teknolojisi için ciddi ölçüm sorunlarına yol açmaktadır. Bu ölçüm teknolojilerinden bazıları ölçüm hatlarında gaz içeriği söz konusu olduğunda hiç ölçüm yapamazken bazıları da gaz içeriğini sıvı olarak algılamakta ve ölçmektedirler.
Böyle durumlarda gaz hacmi ile orantılı bir ölçüm hatası söz konusu olmakta ve bu hacmin
belirli bir seviyeye ulaşmasıyla da akışölçerler ölçümü tümüyle bırakabilmektedirler. Bu durumu önlemek amacıyla proses koşullarında gerçekleştirilecek olan bazı değişiklikler akış rejiminin ve sürüklenen gaz içeriği oranlarının da değişmesine yol açar.
Bu konudaki genel yaklaşım, sıvı içerisindeki gaz ya da hava içeriğinin boru hattından uzaklaştırıp, akış ölçümünü gaz içeriği olmaksızın gerçekleştirmek şeklinde olmuştur. Oysa gaz içeriği bazı durumlarda hiç istenmeyen bir sorun iken, bazı prosesler için ise bunun bir gereklilik durumunda olabileceği de unutulmamalıdır.
Birçok endüstride ölçülmesi gereken akışkan, doğası gereği gaz içeriyor olabilir ve bu gibi bir proseste gaz ile sıvıyı birbirinden ayırmanın bir çözüm niteliği taşımayacağı açıktır. Böyle bir durumda gerçek çözüm, gaz içeriği olan sıvı hacmini, gaz içeriğiyle birlikte ölçebilmek
olmalıdır. Bu gereksinimleri karşılayabilecek en önemli akış ölçüm yöntemi ise Coriolis kütlesel akış ölçüm yöntemidir.
Ancak sıvı akışkan içerisinde sürüklenen hapsolmuş gaz içeriği, ölçüm tüpü frekansı üzerinden akışkan yoğunluğunu hesaplayarak çalışan Coriolis kütlesel akışölçer için bile kendine özgü zorluklar oluşturur. Geleneksel bir Coriolis kütlesel akışölçerde ölçüm tüpleri, gaz içermeyen sıvı uygulamalarında ölçüm için gereken düzenli salınıma sahiptir.
Ölçüm tüplerinin salınım frekansı ne kadar düşük ise yoğunluk değeri de o oranda büyük olacaktır. (Aynı durum tam tersi durumda da geçerlidir.) Ancak çift fazlı akışkanın gaz ve sıvı kısımlarının belirli bir frekansta titreşen akış tüpleri boyunca farklı hızlarda hareket etmeleri nedeniyle sıvı içerisindeki kararsız gaz içeriği, bu düzenli salınımı öngörülemez
şekilde bozacaktır.
Ayrıca sıcaklık, viskozite değişimleri, basınç ya da sıvı ile gaz arasındaki bağıl hız farkı gibi bir dizi proses faktörü de akış rejimini etkileyecektir. Böylece, değişken ve karmaşık proses koşulları akış rejiminin ve ölçüm tüpü salınım frekanslarının hızla değişmesine neden olur.
Geçmişte; frekanstaki bu hızlı değişimler, Coriolis kütlesel akışölçerlerin ölçüm tüpleri üzerinde yer alan sensörlerde sinyal kaybına yol açmaktaydı. Böyle bir durum; akışölçerlerin son derece düzensiz ve tekrarlanamayan ölçümler vermesinin yanı sıra,
zaman zaman oluşan sensörler arası salınım frekansı farkı oluşması nedeniyle akışölçerin bir arıza oluştuğunu varsayarak sıfırlama moduna dönmesine ve akışın ölçülememesine bile neden olabilmekteydi.
Böyle bir sorun karşısında pek çok Coriolis kütlesel akışölçer üreticisi, akışölçerlerinin çift fazlı akışlarda da çalışabilmesini sağlamak amacıyla (bazen sınırlı da olsa) farklı teknolojiler geliştirmek için çaba göstermişler ancak soruna çok farklı açılardan yaklaşmışlardır.
Endüstri dünyasında sıklıkla yaşanan bu genel sorun karşısında Krohne; üretmekte olduğu OPTIMASS serisi Coriolis kütlesel akışölçerlerinin elektronik ünitesi (sinyal konvertörü) olan MFC400 transmiterleri için standart bir özellik olarak geliştirdiği EGM (Sürüklenen Gaz İçeriği Yönetimi – Entrained Gas Management) teknolojisi ile çift fazlı akışlardaki ölçüm sorununa kalıcı bir çözüm geliştirmiştir.
Yüksek hızlı dijital sinyal işleme ve yazılım tabanlı algoritmalar kullanan EGM teknolojisi, sensörler ve sürücülerin geri bildirimlerinden edinilen gerçek zamanlı frekans bilgilerine dayanarak, ölçüm tüpü sürücüleri düzeyinde sabit ve hassas düzeltmeler yapmaktadır.
Bu düzeltmeler, Coriolis kütlesel akışölçerin çok çeşitli gaz sürüklenmeleri ve karmaşık akış koşulları boyunca sürekli ve tekrarlanabilir kütlesel akış ve yoğunluk ölçümleri gerçekleştirilmesine olanak tanımaktadır. EGM teknolojisi, akışölçerin karmaşık akış rejimleri altında salınımlarını sürdürmesine izin vererek sıvı akışkan içerisinde %0’dan %100’e kadar olası tüm gaz içeriklerinde ölçüm yapmasını sağlamaktadır.
Geliştirmiş olduğu bu özel teknoloji ile Krohne; Coriolis kütlesel akışölçerler için sürüklenen ya da hapsolmuş gaz içeriği olan sıvı hatlarının sürekli değişen akış rejimlerinde dahi sorunsuz, kararlı ve tekrarlanabilir ölçüm olanağı sunmaktadır. Bu sayede gaz içeriğinin akış ölçümlerinde ortaya çıkardığı sorunlar kimya endüstrisindeki poliüretan köpük üretimi, petrol endüstrisinde ham petrol akış ölçümleri ya da gıda endüstrisindeki dondurma, yoğurt, mayonez veya bira üretimleri gibi birçok uygulama için artık bir sorun olmaktan çıkmıştır.
Krohne Coriolis kütlesel akışölçerlerin bu çok özel ölçüm yeteneği; EGM teknolojisinin ilk uygulandığı günden bu yana en zor koşullarda dahi yaptığı ölçümlerle benzersizliğini farklı sahalarda pek çok kez kanıtlama olanağı bulmuştur.
Can Merter
Pazarlama ve İletişim Müdürü
Krohne Türkiye
