회전식 와류 유량계: 중소 유량의 가스를 측정하는 데 어떻게 "숨겨진 챔피언"이 됩니까?
산업용 가스 유량 측정 분야에서 천연 가스 분배부터 압축 공기 시스템, 바이오가스 활용부터 공정 가스 모니터링까지 다양한 요구 사항에 대응하여 기존의 와류 유량계는 고유량 조건에서 탁월한 성능을 발휘하지만 더 작은 유량 범위와 낮은 유속에서는 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 현재, 스위프 와류 유량계(swept vortex flowmeter)로 알려진 특수 변형 제품이 시장에 조용히 등장하고 있으며, 고유한 기술적 이점을 활용하여 가스 측정의 수많은 과제를 해결합니다. 이 기사에서는 작동 원리, 핵심 장점 및 선택 적용에 대해 자세히 알아보고 Hongqi Automation과 같은 혁신가가 지능형 기능을 어떻게 여기에 주입했는지 설명합니다.
I. 기술적 본질: 소용돌이 흐름뿐만 아니라 소용돌이 흐름의 "향상된 버전"
와류 유량계는 동일한 유체 진동형 유량계 제품군에 속하지만 기존 와류 유량계와 작동 원리가 크게 다릅니다.
클래식 와류 유량계:유체가 차단체(무딘 물체)를 지나 흐를 때 두 개의 교번 및 규칙적인 소용돌이(카르만 소용돌이)가 하류에서 생성됩니다. 센서는 이러한 소용돌이의 빈도를 감지합니다.
회전식 와류 유량계:유체가 특별히 설계된 나선형 가이드 베인 세트를 통과한 후 강제로 회전하여 강한 소용돌이 흐름(와류 진동)을 형성합니다. 이 소용돌이의 중심(와류 코어)은 측정 튜브 내 입구 축을 따라 나선형 운동을 수행합니다. 진동 주파수는 유량에 비례합니다. 센서(보통 튜브 벽에 위치)는 이 와류 코어에 의해 튜브 벽을 가로질러 휩쓸리는 주기적인 압력 또는 속도 변화를 감지합니다.
혁명적인 성능 향상을 가져온 것은 바로 이러한 근본적인 차이입니다.
매우 높은 저유량 감도:와류 진동 현상은 매우 낮은 레이놀즈 수에서도 안정적으로 발생될 수 있습니다. 따라서 시동유량이 매우 낮고 범위 비율이 매우 넓기 때문에(최대 1:100 또는 그 이상) 유량 변동이 크거나 저유량이 우세한 작업 조건에 특히 적합합니다.
2. 강력한 간섭 방지 기능:신호 주파수는 유량에 정비례하며 신호 강도(진폭)가 높습니다. 업스트림 직관 섹션에 대한 요구 사항은 상대적으로 완화되었으며 기존 와류 유량계에 비해 파이프라인 진동 및 유동장 왜곡에 덜 민감합니다.
3. 우수한 미디어 적응성:이는 가스의 습도 및 먼지 함량에 대해 일정한 내성을 가지고 있습니다. 습윤가스, 압축공기, 바이오가스 등 비이상적인 가스를 측정할 때 더욱 안정적으로 작동합니다.
II. 주요 응용 시나리오: 가장 빛나는 곳은 어디입니까?
와류 유량계는 보편적인 솔루션은 아니지만 다음 시나리오에서는 종종 최적이거나 유일하게 실행 가능한 솔루션입니다.
중간 및 작은 흐름의 천연 가스 측정:
장면: 주거용 건물의 압력 조절 상자, 중소 산업 및 상업 사용자, 천연 가스 보일러 및 가스 스토브 테스트 플랫폼 이후.
장점: 시간당 몇 입방미터부터 시간당 수천 입방미터까지 넓은 범위를 포괄하여 가장 낮은 유량에서 "부정확하게 측정하거나 측정할 수 없는" 기존 터빈 또는 와류 유량계의 문제를 해결합니다. 또한 움직이는 기계 부품이 없으며 유지 관리가 덜 필요합니다.
공장 내 압축 공기의 에너지 관리:
장면: 개별 생산 장비, 소규모 작업장 및 공압 공구의 가스 소비 모니터링.
장점: 간헐적이고 맥동하는 소량의 가스 흐름을 정확하게 측정할 수 있어 에너지 효율성 감사 및 누출 감지를 위한 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다. 투자 회수 기간이 짧습니다.
산업체의 부산물 가스 측정:
장면: 바이오가스, 용광로 가스, 저압 및 다양한 구성의 배기가스.
장점: 매체의 청결도에 대한 요구 사항은 상대적으로 관대하며, 압력 손실이 낮은 설계로 공정 시스템에 미치는 영향이 줄어듭니다.
실험실 및 공정 제어
장면: 공정 가스의 작은 유량을 정밀하게 제어해야 하는 반응 장치 및 분석 장비.
장점: 높은 분해능, 탁월한 반복성 및 선형성, 정밀 제어 요구 사항 충족.
III. 선택의 주요 요소와 일반적인 오해
1. 분명히 유량 범위가 가장 중요합니다. "큰 말을 사용하여 작은 수레를 끄는" 상황을 피하기 위해 넓은 범위 비율의 이점을 최대한 활용하여 실제 최소 및 최대 유량을 기준으로 모델을 선택해야 합니다.
2. 압력 손실에 주의하십시오. 오리피스 플레이트보다 우수하지만 소용돌이 와류 유량계는 여전히 상당한 압력 손실을 가지고 있습니다. 파이프라인 압력이 이미 상대적으로 낮은 시스템(예: 바이오가스 및 저압 석탄층 메탄)에서는 압력 손실이 허용 범위 내에 있는지 여부를 계산해야 합니다.
3. 매체의 청결도에는 여전히 요구 사항이 있습니다. 적응성이 강하더라도 가스에 기름 얼룩, 점성 불순물 또는 과도한 먼지가 포함된 경우 장기간에 걸쳐 가이드 베인이나 센서에 달라붙어 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 경우에는 상류단에 필터를 설치해야 합니다.
4. 필요에 따라 지능형 기능을 선택할 수 있습니다. 내부 비용 할당의 경우 기본 유형으로 충분합니다. 원격 모니터링, 에너지 관리 또는 무역 결제의 경우 Aotek과 같은 회사에서 제공하는 통합 지능형 유형 제품을 선택하는 것이 좋습니다. 장기적으로 전체 비용이 실제로 낮기 때문입니다.
미래 전망: 스마트 에너지 시스템과의 긴밀한 통합
사물 인터넷과 탄소 자산 관리의 발전으로 와류 유량계의 역할은 더욱 발전할 것입니다.
에너지 흐름 및 탄소 흐름을 위한 천연 센서: 가스 소비에 대한 기본 측정 장치인 해당 데이터는 자동으로 탄소 배출 계수와 연결되어 기업의 Scope 1 탄소 배출 회계에 대한 권위 있는 데이터 소스가 됩니다.
파이프라인 네트워크 미세 균형 분석의 핵심 노드: 복잡한 공장 또는 지역 에너지 파이프라인 네트워크에서 지능형 소용돌이 와류 유량계를 광범위하게 배포하면 디지털 트윈 시스템에 고밀도 미세 흐름 데이터를 제공하여 정확한 파이프라인 네트워크 균형 분석 및 누출 위치를 구현할 수 있습니다.
