Pengukur Aliran untuk Saluran Balik Air, Minyak, dan Bahan Bakar Diesel

Jawaban Singkat

Untuk sistem pendinginan mesin dan generator dengan tiga saluran balik terpisah, jenis flow meter yang tepat bergantung pada media yang digunakan. Gunakan flow meter turbin untuk saluran balik air (DN80 / 3 inci, 225-2250 LPM, SG 1.0, 0.75 cP) dan saluran balik oli (DN25 / 1 inci, 26-266 LPM, SG 0.88, 20 cP). Gunakan flow meter roda gigi oval untuk saluran balik diesel (DN15 / setengah inci, 1-200 LPH) jika viskositas sedang dan laju aliran rendah. Ketiga jenis flow meter ini mendukung output 4-20mA atau 0-10V pada tegangan 24V DC.

Sirkuit pendingin mesin dan genset biasanya memiliki tiga jalur pengembalian fluida terpisah ke reservoir atau penukar panas: pengembalian air (pendingin), pengembalian oli pelumas, dan pengembalian bahan bakar diesel. Masing-masing memiliki ukuran pipa, rentang aliran, viskositas, dan densitas yang berbeda. Kesalahan pemilihan jenis meter pada salah satu dari ketiga jalur ini merupakan sumber umum masalah instrumentasi di lokasi.

Panduan ini membahas cara memilih meteran aliran untuk setiap jalur balik, spesifikasi apa yang perlu dikonfirmasi sebelum memesan, dan mengapa meteran turbin berfungsi untuk air dan minyak tetapi meteran roda gigi oval adalah pilihan yang tepat untuk aliran diesel rendah.

Memahami Tiga Garis Balik

Saluran balik air membawa air pendingin kembali dari penukar panas atau radiator ke bak penampung atau menara pendingin. Laju alirannya tinggi dan viskositasnya rendah, biasanya sekitar 0,75 cP pada suhu operasi. Pipa 3 inci (DN80) yang mengalirkan 225 hingga 2250 LPM sangat cocok untuk meter turbin: rentang kecepatannya cukup lebar untuk memberikan sinyal yang solid, dan airnya cukup bersih sehingga bantalan turbin dapat bertahan lama.

Saluran balik oli berbeda. Oli pelumas pada 20 cP kira-kira 20 hingga 25 kali lebih kental daripada air. Hal itu memengaruhi pemilihan meter dan rentang aliran yang valid untuk meter turbin secara khusus. Pipa 1 inci (DN25) pada 26 hingga 266 LPM masih berada dalam batas viskositas kerja meter turbin, tetapi hanya jika aliran minimum tidak ditekan terlalu rendah.

Saluran balik diesel adalah yang paling menantang dari ketiganya. Laju aliran pada saluran balik diesel dari injektor atau sirkuit pasokan bahan bakar seringkali jauh lebih rendah daripada yang diperkirakan orang: 1 hingga 200 LPH adalah aliran yang sangat kecil, dan 1 LPH dalam pipa setengah inci sesuai dengan kecepatan yang sangat lambat. Meter turbin tidak berputar dengan andal pada kecepatan tersebut. Meter roda gigi oval dapat berputar dengan andal.

Pengukur Aliran Turbin untuk Saluran Pengembalian Air (3 inci / DN80)

Kecepatan pada aliran minimum (225 LPM dalam DN80) sekitar 0,74 m/s. Sebagian besar meter turbin industri mulai menghasilkan sinyal yang andal di atas 0,3 m/s, sehingga terdapat margin yang memadai pada batas bawah. Pada aliran maksimum (2250 LPM), kecepatannya sekitar 7,4 m/s, yang berada dalam batas operasi normal meter turbin. Rasio penurunan aliran di sini adalah 10:1, yang dapat ditangani oleh meter turbin tanpa masalah.

Sistem SCADA pengukur aliran

Opsi output adalah 4-20mA untuk input PLC analog atau 0-10V untuk sistem yang lebih menyukai sinyal tegangan. Kedua output tersebut merepresentasikan rentang aliran penuh secara linier. Untuk sistem pendingin di mana Anda ingin melihat laju aliran yang tepat pada tampilan SCADA atau memicu alarm pada aliran rendah, output 4-20mA adalah pilihan yang lebih umum karena kurang rentan terhadap penurunan tegangan pada kabel yang panjang.

Catatan pemasangan: meter turbin memerlukan 10 diameter pipa untuk aliran lurus ke hulu dan 5 diameter ke hilir agar profil kecepatan tetap simetris. Dalam tata letak pabrik yang sempit di dekat saluran keluar pompa atau katup, ini adalah hal pertama yang perlu diperiksa sebelum menentukan meter turbin berflensa.

Pengukur Aliran Turbin untuk Saluran Pengembalian Oli (1 inci / DN25)

Pada tekanan 20 cP, para insinyur mulai mempertanyakan apakah meter turbin masih merupakan pilihan yang tepat. Jawabannya adalah ya, asalkan kecepatan aliran minimum tetap di atas ambang batas awal yang dikoreksi viskositas. Pada 20 cP, kinerja aliran rendah meter turbin menurun dibandingkan dengan layanan air: gesekan bantalan rotor lebih tinggi, sehingga membutuhkan kecepatan fluida yang lebih cepat untuk mulai berputar secara konsisten.

Untuk pipa 1 inci (DN25) dengan aliran minimum 26 LPM, kecepatan pada aliran minimum sekitar 0,92 m/s. Angka ini berada di atas ambang batas awal praktis untuk meter turbin industri yang dirancang dengan baik pada 20 cP. Kecepatan maksimum pada 266 LPM memberikan sekitar 9,4 m/s. Rasio penurunan aliran (turndown) kembali sekitar 10:1.

Suhu proses di sini lebih penting daripada pada saluran air. Oli pelumas dalam sirkuit mesin dapat mencapai suhu 80 hingga 100°C. Material bodi meter turbin dan material bantalan rotor harus sesuai. Bodi baja karbon atau baja tahan karat dengan bantalan karbida tungsten atau keramik adalah standar untuk layanan oli pelumas. Menentukan material bantalan yang salah adalah titik kegagalan awal yang umum pada meter turbin oli dalam aplikasi ruang generator.

Jika oli mengandung kontaminasi partikulat (serpihan logam aus, endapan karbon), penggunaan saringan kasar di hulu meter turbin merupakan praktik yang baik. Bantalan rotor turbin tidak dirancang untuk menangani partikel abrasif halus secara terus menerus.

Mengapa Saluran Pengembalian Diesel Membutuhkan Meter Gigi Oval?

Inilah bagian yang paling sering salah dipahami oleh para insinyur ketika pertama kali menentukan spesifikasi sistem tiga jalur. Aliran balik diesel sebesar 1 hingga 200 LPH dalam pipa setengah inci (DN15) tampak mirip dengan dua jalur lainnya di atas kertas. Padahal tidak.

Satu LPH (Limit Per Jam) dalam pipa DN15 setara dengan kecepatan sekitar 0,0016 m/s. Itu jauh di bawah kecepatan awal minimum untuk meter turbin mana pun. Rotor turbin tidak akan berputar pada kecepatan tersebut, terlepas dari seberapa baik pembuatannya. Meter roda gigi oval bekerja dengan prinsip yang sama sekali berbeda: dua rotor berbentuk oval saling terkait di dalam ruang yang diproses dengan presisi. Setiap putaran pasangan rotor memindahkan volume fluida tetap. Meter menghitung putaran secara mekanis, tanpa ambang batas kecepatan minimum. Meter ini bekerja secara akurat dari 1 LPH hingga aliran yang lebih rendah lagi, tergantung pada modelnya.

Rasio penurunan 200:1 pada meteran roda gigi oval mencakup rentang penuh 1 hingga 200 LPH dengan akurasi yang konsisten. Inilah juga mengapa meteran roda gigi oval menjadi standar untuk pemantauan konsumsi diesel pada genset di pusat data, rumah sakit, dan pabrik industri di seluruh Asia Tenggara dan Timur Tengah.

Salah satu masalah praktis dengan meteran roda gigi oval pada saluran balik diesel: diesel dapat mengandung gelembung udara di sirkuit balik, terutama jika tekanan balik injektor rendah. Udara dalam meteran perpindahan positif dapat menyebabkan pembacaan yang berlebihan. Memasang eliminator udara kecil di hulu meteran menghilangkan sumber kesalahan ini. Sebagian besar pelanggan tidak melakukan ini pada pemasangan pertama dan kemudian menghubungi kembali setelah melihat pembacaan yang tinggi secara tidak terduga. Kami sering melihat ini pada proyek saluran balik diesel.

Perbandingan:

Turbin vs. Gear Oval untuk Aplikasi Saluran Balik

Output Sinyal: 4-20mA vs 0-10V

Baik meter turbin maupun meter roda gigi oval dalam aplikasi ini tersedia dengan output analog 4-20mA atau 0-10V. Pilihan tergantung pada sisi penerima.

4-20mA adalah standar untuk input analog PLC dan DCS industri. Nilai nol langsung (4mA = aliran 0) berarti kabel yang putus akan terbaca di bawah 4mA, yang memicu alarm kesalahan dan bukan terlihat seperti aliran nol. Panjang kabel hingga beberapa ratus meter dapat digunakan tanpa kesalahan penurunan tegangan. Sebagian besar insinyur dalam aplikasi generator dan pemantauan energi menggunakan 4-20mA karena alasan ini.

Output 0-10V cocok untuk kabel yang lebih pendek dan beberapa kartu input SCADA yang lebih menyukai sinyal tegangan. Integritas sinyal menurun pada kabel panjang karena resistansi, jadi usahakan agar panjang kabel 0-10V tidak lebih dari 30 meter. Jika panel kontrol berada di ruangan yang sama dengan meteran, 0-10V tidak masalah.

Beberapa model mendukung kedua output secara bersamaan atau memungkinkan peralihan di antara keduanya melalui sakelar DIP atau menu konfigurasi. Konfirmasikan hal ini pada tahap pemesanan jika pelanggan menginginkan fleksibilitas di masa mendatang.

Ringkasan Instalasi untuk Sistem Tiga Jalur

Saluran Pengembalian Air (turbin 3 inci)

Pasang secara horizontal dengan sumbu rotor horizontal. Berikan jarak 10 x DN untuk pipa lurus di hulu dan 5 x DN di hilir. Hindari pemasangan di hilir katup throttle yang sebagian terbuka. Pasang katup isolasi di hulu dan hilir untuk keperluan perawatan. Hubungkan sinyal 4-20mA ke input analog PLC; 4mA = 0 LPM, 20mA = LPM maksimum sesuai konfigurasi.

Saluran Pengembalian Oli (turbin 1 inci)

Persyaratan jalur lurus sama seperti meteran air. Pasang saringan Y di bagian hulu yang sesuai dengan ukuran pipa dan tekanan operasi. Pastikan material bantalan kompatibel dengan oli pelumas pada suhu proses maksimum. Jika saluran balik berada di suhu sekitar 80 hingga 100°C, tentukan meteran dengan opsi elektronik suhu tinggi atau rumah pemancar jarak jauh.

Saluran Pengembalian Diesel (roda gigi oval setengah inci)

Pasang dalam orientasi apa pun. Pasang saringan halus (100 mikron atau lebih halus) di bagian hulu. Pertimbangkan penggunaan eliminator udara jika sirkuit bahan bakar memiliki tekanan balik rendah atau beroperasi secara terputus-putus. Konfirmasikan bahan konstruksinya: sebagian besar meteran roda gigi oval untuk layanan diesel menggunakan bodi aluminium dengan segel NBR sebagai standar, yang kompatibel dengan diesel biasa dan minyak bakar ringan. Untuk campuran biodiesel di atas B20, tentukan segel PTFE atau FKM sebagai gantinya.

Rekomendasi Produk Instrumen Perak

Silver Automation Instruments menyediakan flow meter turbin dan flow meter roda gigi oval untuk ketiga jenis saluran balik dari stok standar. Opsi kustomisasi meliputi standar koneksi proses (flensa ANSI/DIN atau ulir NPT/BSP), material bodi (aluminium, baja karbon, baja tahan karat 316L), dan material segel (NBR, FKM, PTFE).