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Mesure de débit de la vapeur par ultrasons : le choix intelligent

De nombreuses industries utilisent avec succès les appareils ultrasons de SICK pour la mesure du débit et du volume dans les gazoducs, pour les gaz industriels et pour les rejets atmosphériques. 

Mais cette technologie ultrasons est-elle adaptée à la mesure de débit de vapeur ? SICK le démontre grâce à sa gamme de mesureur de débit ultrasons FLOWSIC600 et FLOWSIC100.

La vapeur n'est pas seulement utilisée comme force motrice pour les turbines produisant de l'électricité, ou pour entraîner des pompes et des compresseurs. Elle est utilisée pour chauffer, sécher et optimiser des processus de combustion. La vapeur, en y regardant de plus près, est devenue une denrée précieuse. Les occasions d'optimiser sa production, sa distribution sont parfois négligées. En industrie, le débit de vapeur doit être comptabilisé et facturé correctement par une mesure précise de la quantité de vapeur saturée ou surchauffée distribuée aux utilisateurs individuels sur site (centres de coûts) ou à un consommateur externe. C'est là que la mesure fiable du débit entre en jeu, et les technologies de mesure traditionnelles, souvent, ne traduisent pas précisément et avec fiabilité la réalité.

Changement de système

Les pertes de facturation à bas débit et les coûts de maintenance élevés ont exclus deux technologies traditionnelles de mesure de débit dans une grande aciérie en Europe. Des débitmètres à turbine et des débitmètres à effet Vortex ont été utilisés pour mesurer le débit de vapeur à des fins d'évaluation des coûts internes. Une plage de débit de 100:1 devait être couverte. Les compteurs à vortex ne permettaient pas d’effectuer des mesures dans une plage supérieure à 20:1 pour cette application, ce qui entrainait une forte imprécision à des faibles débits. Les débitmètres à turbine offraient une plage de mesure plus large, mais leur linéarité était médiocre à faible débit. De plus, les variations rapides des débits ont entraîné des défaillances du débitmètre à turbine, les ailettes et les roulements ont été régulièrement endommagés, ce qui a nécessité des réparations coûteuses et des temps d'immobilisation importants.

Résultats de l'enquête

Le FLOWSIC100 s'intègre facilement dans la tuyauterie existante de 8" (DN200) de l'aciérie. Contrairement à l'ancien compteur à turbine, le FLOWSIC100 ne génère pas de perte de pression, ne comporte pas de pièces mobiles et mesure avec précision la vitesse d'écoulement sur une large plage. Dans un procédé industriel des conditions changeantes peuvent survenir à tout moment, entraînant des fluctuations rapides du débit et de la pression ou de brèves poussées de pression. Lorsqu'un coup de pression s'accompagne d'une accumulation d'eau, ces forces agissent bien sûr sur l'appareil de mesure. Les pièces mobiles peuvent être endommagées par cette boue/cet engorgement. Les appareils de mesure FLOWSIC100 n'obstruent pas la ligne et ne souffrent donc pas de ces défis de performance et de fiabilité. L'utilisation d'un compteur robuste et fiable garantit une longue durée de vie pour les mesures de débit de vapeur les plus exigeantes.

Les capteurs à ultrasons développés par SICK offrent des performances exceptionnelles. Au cœur de cette technologie se trouve un transducteur à ultrasons protégé hermétiquement dans un boîtier en titane et donc insensible à la contamination, à la corrosion, à l'érosion, à l'humidité et à la condensation. La précision de la mesure n'est pas affectée par de larges gradients de température, des pressions élevées ou un bruit excessif. Les deux débitmètres à ultrasons - le FLOWSIC600 et le FLOWSIC100 - sont équipés de ces capteurs haute performance. Certifié pour la mesure transactionnelle, le FLOWSIC600 garantit également une précision de mesure exceptionnelle, même en cas de débit très faible. Dans le cas du FLOWSIC100, il est possible d’étendre la plage de mesure à 400:1.

 

En plus de la valeur de mesure réelle, les appareils de mesure à ultrasons fournissent également de nombreuses données diagnostiques utiles. Ces données renseignent en permanence l’opérateur sur l'état de santé de l'appareil ou les changements des conditions du procédé. Grâce à ces informations supplémentaires et à la conception compacte de l'appareil, les travaux de maintenance sont réduits au minimum. S'il est nécessaire de remplacer le FLOWSIC100, cela peut être fait rapidement et facilement, même lorsque le procédé est en marche.

 

 

Les résultats sont bons

Après huit ans d'exploitation, les exploitants de l'aciérie restent très satisfaits car leur expérience a prouvé que le FLOWSIC100 permet d’obtenir les mesures requises avec la plus grande fiabilité et la plus grande précision. La technologie FLOWSIC est souvent une option attrayante, en particulier pour les applications à vapeur saturée où les technologies traditionnelles peuvent avoir du mal à répondre à tous les besoins de performance, d'efficacité, de fiabilité et de sécurité. Bien que les coûts d'achat initiaux puissent être plus élevés, ils sont rapidement amortis en cours d'exploitation. 

Exemple de coût cumulatif de propriété
Exemple de coût cumulatif de propriété

Souvent, ce sont les besoins en revenus de vente qui déterminent la technologie de mesure. Qu'il s'agisse de vortex, de turbines, de dispositifs à pression différentielle ou de technologie à ultrasons - chaque technologie a sa place, les avantages et les inconvénients doivent être soigneusement étudiés. Quelle est la complexité des exigences de mesure, quels obstacles de mesure doivent être surmontés et combien le système coûtera en considérant tous les coûts d’exploitation (retour sur investissement) ? Bien que l’utilisation de la technologie Ultrasons pour la mesure de débit de vapeur soit encore peu répandue, une chose est certaine : la gamme Flowsic s'adapte à des situations très variées.

FLOWSIC: Pour une large gamme d'applications de vapeur saturée et surchauffée

FLOWSIC100: Pour une fiabilité maximale et un haut niveau de flexibilité lors de l'installation de l'appareil dans des systèmes existants et des grandes conduites.

  • Peut être installé dans les conduites existantes
  • Grande plage de mesure : > 400: 1
  • La solution optimale pour l'injection de vapeur dans les systèmes de gaz de torche
  • Pas de perte de charge

 

Plus d’information

FLOWSIC600

FLOWSIC600: Pour une précision de mesure élevée et une fiabilité maximale dans les nouvelles installations où un dispositif de mesure en ligne doit offrir l'incertitude de mesure la plus faible possible.

  • Débitmètre en ligne
  • Grande plage de mesure : > 100: 1
  • Précision jusqu'à 0,5%
  • Pas de perte de charge

 

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