Steekproefname Stroomlijnen met Pre-Engineered Probe, Calibratie & Schakelmodules

Steekproefprobemodules & Meer Manieren om Steekproefname te Vereenvoudigen met Standaard Subsystemen

Karim Mahraz, Swagelok product manager, analytische instrumentatie

Standaard pre-engineered subsystemen kunnen efficiëntie aan een operatie brengen door het ontwerp van vloeistofsteekproef- en controlsystemen te vereenvoudigen. Het gebruik van standaardsystemen heeft het toegevoegde voordeel van het aanzienlijk verlagen van installatiekosten, downtime en algeheel onderhoud, waardoor fabriek- en faciliteitsmanagers onderdelen kunnen verkrijgen en assembleren terwijl ze consistentie over faciliteiten garanderen - zelfs over continenten heen.

Uiteindelijk besparen fabriek- en faciliteitsmanagers tijd, inspanning en energie die herbestemd kunnen worden om efficiëntie te verbeteren en kosten te verlagen in andere gebieden van de fabriek.

Hieronder staan veelvoorkomende typen subsysteem die de prestaties van uw steekproefsystemen kunnen verbeteren, en hoe elk kan werken om efficiëntie in uw steekproefsysteem te verbeteren.

Calibratie- en Schakelmodules (CSM)

De hoofdfunctie van de CSM is om processtromen te conditioneren en te selecteren, of een calibratiestroom voor analyse te selecteren. Minimaal moet elk systeem twee inladen hebben - twee processtroom inladen, of één processtroom inlaad en één calibratiestroom inlaad. Het systeem selecteert een vloeistof voor analyse in reactie op een pneumatisch druksignaal van een externe bron, meestal de analyzer. Het signaal opent een van de stroomselectorkleppen (SSV) dubbele blok-en-afzuigklepmodules die corresponderen met de stroom die de te analyseren vloeistof bevat. Het gebruik van een CSM, zoals die aangeboden door Swagelok, biedt verschillende additionele voordelen, waaronder:

• Een verscheidenheid aan steekproefconditioneringsconfiguraties beschikbaar om aan toepassingsvereisten te voldoen.
• Een handmatige calibratieoptie die de operator in staat stelt de analyzer op elk moment te kalibreren.
• Kleurgecodeerde stroomidentificatie - processtroom inladen zullen altijd blauw zijn, calibratiestromen oranje, bypass groen en uitlaat wit.
• Een geïntegreerde stroomlusontwerp om consistente leveranstijden aan de analyzer over alle stromen te garanderen en eventuele dode uiteinden of kans op kruisstromenverontreiniging te elimineren.
• Een geventileerd luchtgap die de gevaarlijke mogelijkheid voorkomt van pneumatische lucht menging met systeemvloeistof onder druk.
• Een modulaire ontwerp die eenvoudig onderhoud toestaat. Individuele componenten kunnen uit de assemblage worden verwijderd door vier schroeven los te draaien die bereikbaar zijn vanaf de bovenkant van het paneel. Er is geen risico op per ongeluk de hele unit te demonteren of andere vloeistofverbindingen te verstoren.
• Een bypassoptie die hoge stroom - en daaropvolgende verminderde steekproeftijdvertraging - naar de CSM toestaat.

Afhankelijk van de toepassing, kan een fast loop module (uitgebreider uitgelegd hieronder) de CSM voorzien van stroom vanuit een bypass fast loop filter voor verbeterde responstijd aan de analyzer. De CSM kan additionele bypasses incorporeren die kunnen worden teruggevoerd naar de proceslijn - door de fast loop of apart - of naar een afvoersysteem gestuurd worden. Het aantal inladen wordt bepaald door het aantal monsters en calibratielijnen die naar een enkele analyzer worden gestuurd.

Steekproefprobemodules (SPM)

Het gebruik van steekproefprobemodules in combinatie met steekproefprobekleppen (SPV) kan de veiligheid verbeteren evenals steekproefzuiverheid en tijdelijkheid. Een probe biedt een snellere analyzerrespons door het volume van het steekproefsysteem te verminderen. Het mondstukvolume kan significant zijn, wat het benodigde purgevvolume van het hele steekproefsysteem verhoogt. Ook stelt de probe de steekproef in staat om te worden geëxtraheerd uit het midden van de procesbuis, wat de extractie van slib langs de buiswanden elimineert. Verder vermindert het gebruik van 45° hoeksnijden van de probe de hoeveelheid deeltjes die in het steekproefsysteem worden geëxtraheerd aanzienlijk. Beide kenmerken helpen ervoor te zorgen dat de probe een representatieve steekproef uit het proces extraheert.

Om deze redenen wordt aanbevolen om een probe te gebruiken in buizen groter dan 2 in. (50 mm). Dit is vooral kritiek voor buizen groter dan 4 in. (100 mm). Probeontwerpen kunnen variëren in lengte, diameter, wanddikte en constructiematerialen. Deze parameters zullen de sterkte, filtercapaciteit en interne stroomsnelheid van de probe beïnvloeden. Dikkere, grotere gelaste probes zullen meer impact van hoge processtromen weerstaan maar bieden langzamere stroomsnelheden door de grotere interne diameter. Echter, deze langzamere stroomsnelheid stelt meer deeltjes in staat om uit de probe te vallen in plaats van door te gaan naar het steekproefsysteem. Kleinere ingetrokken probes zijn niet zo sterk als gelaste probes, maar hun kleinere interne volume biedt snellere stroomsnelheden naar de analyzer. Leer meer over Swagelok Steekproefprobemodules hier.

Fast Loop Modules (FLM)

Fast loop modules zijn ontworpen om hoge stromen in steekproeftransportlijnen te hanteren om tijdvertragingen voor online analyzer systemen te verminderen. Gevestigd bij de analyzer shelter en een bypass biedend, kan de fast loop module (FLM) het steekproefsysteem isoleren en een purgegasse introduceren voor systeemreiniging. De FLM van Swagelok extraheert een steekproef door een filter terwijl het de hoge stroomsnelheid van de bypass gebruikt om het filterelement schoon te houden.

Een fast loop heeft twee proceskranen nodig: één voor steekproeftoevoer en één voor steekproefretour. Om de kosten van een steekproefpomp te vermijden en de betrouwbaarheid van het steekproefsysteem te verbeteren, selecteer een retourpuntlocatie die lagere druk heeft dan de toevoerkraan. Kies proceskraanlocaties die zo dicht mogelijk bij de analyzer liggen. Als het monster een condenseerbaar gas bevat, verwarm de fast loop lijnen en de FLM boven het dauwpunt van het monster bij procesdruk. Een vloeistofmonster hoeft alleen verwarmd te worden als het nodig is om bevriezing te voorkomen.

Veldstationmodules (FSM)

Een veldstationmodule (FSM) verlaagt procesgasdruk voordat het naar een analyzer getransporteerd wordt. Het transporteren van een gasmonster bij lage druk biedt drie grote voordelen:

• Snellere analyzerresponstijd: In een hoogdruklijn met stroomafwaartse stroomcontrole, zijn gasmoleculen dichter bevolkt wat langzamere stroomsnelheid en langzamere puurgetijden creëert. Het verlagen van de druk van een gasmonster betekent minder moleculen in de steekproeftransportlijn en steekproefconditioneringscomponenten; daarom is het makkelijker om het systeem te spoelen, en kan de analyzer sneller reageren op procesveranderingen. De hoeveelheid gas die in de transportlijn wordt gehouden, is evenredig aan de absolute druk. Bij de helft van de absolute druk, zijn er half zoveel gasmoleculen in de lijn, dus - alle andere dingen gelijk - duurt het half de tijd voor een vers monster de analyzer te bereiken. Typisch wordt een FSM gebruikt wanneer procesdruk 3 bar (manometrisch) (43,5 psig) of hoger is.
• Minder condensatie: De relatieve vochtigheid van een gas is recht evenredig aan de partiële druk van waterdamp in het mengsel. Een relatieve vochtigheid (of verzadiging) van 100% vertegenwoordigt de maximale partiële druk van waterdamp mogelijk bij een werktemperatuur. Daarom, als waterdamp in elk gasmengsel 100% van zijn verzadigingslimiet bereikt, zal waterdamp beginnen te condenseren in een steekproeftransportlijn. Om condensatie in gassteekproefname te voorkomen, verlaagt de FSM de partiële druk van elk gas in het steekproefmengsel. Een manier om de partiële druk van elk gas te verlagen is om de algehele systeemdruk te verlagen; de partiële druk van elk gas daalt in proportie tot de algehele drukverandering. Bijvoorbeeld, als de absolute druk van een monster gehalveerd wordt, wordt de partiële druk van elk gas in het mengsel ook gehalveerd, wat resulteert in half de waterverzadiging in het monster. Het gebruik van een FSM vermindert de kans op condensatievorming in de steekproeftransportlijn aanzienlijk.
• Veiligere omgeving: Als een systeem gecompromitteerd is, zal het geperst gas snel naar atmosferische druk expanderen en systeemschade of persoonlijk letsel kunnen veroorzaken. De volumetrische expansieratio is recht evenredig aan de absolute drukdal. In hoogdruksystemen zonder veldstationmodules kan de expansie zo groot zijn dat het resultaat explosief van aard is. Het installeren van een FSM op het processteekproefpunt betekent dat een kleiner deel van het steekproefsysteem blootgesteld is aan hoge druk, wat resulteert in een veiliger algehele omgeving.

Vloeistofdistributiekoppen (FDH)

Vloeistofdistributiekoppen zijn veelvoorkomende componentassemblages die in een verscheidenheid aan gas- en vloeistoftoepassingen worden gebruikt. Een FDH biedt een stroompad terwijl het meerdere uitlaten toestaat, fungerend als een grote vertakkingsfitting. Een vloeistofdistributiekop wordt gekenmerkt door een inlaad aan één uiteinde en een afvoer aan het andere uiteinde met meerdere uitlaten aan de zijkanten. Typische vloeistofdistributiekoppen worden vervaardigd van een stuk buis of staaf en hebben gelaste of gedraaide eindverbindingen.

Als een distributiemanifold of header, verbindt een FDH verschillende gebruikers met de bron van een utiliteitsvloeistof. Typische toepassingen omvatten:

• Koelwater
• Stoom
• Gecomprimeerde lucht
• Fabrieksstikstof

In een typisch analyzerhuis, is bijvoorbeeld één FDH een instrumentenluchtheader, een andere FDH is de fabrieksstikstofheader, en nog een andere FDH is de LP stoomheader. Indien nodig, kunnen meerdere FDH subsystemen aan elkaar geschroefd worden, uiteinde-aan-uiteinde, om langere headerruns te maken.

Typisch heeft een FDH een hoofdisolatieklep en verschillende uitlaten - elk met zijn eigen isolatieklep. Voor potentieel natte gassen, zoals gecomprimeerde lucht of stoom, is het het beste om de FDH verticaal te installeren met een afvoerklep aan de onderkant. Voor vloeistofdiensten, is het het beste om de FDH verticaal te installeren met de toevoer die binnenkomt aan de onderkant en de bovenste klep die fungeert als een ontluchting voor het verwijderen van opgeslagen lucht of het toelaten van lucht voor het legen van de FDH tijdens onderhoud.

Voor vragen of meer informatie over Swagelok standaard pre-engineered subsystemen of andere vloeistoevaluatie- en adviesdiensten, neem contact op met uw lokale verkoop- en servicecentrum.