なぜ差圧ゲージ?

エラーを減らし、操作を改善し、さまざまな圧力モニタリングで機器を保護します

プロセス制御の世界では、多くの測定変数があり、一般的に圧力、温度、レベル、および流れの見出しの下にあります。 これらの変数を測定するための機器により、システムオペレーターは液体とガスの状態と動きを監視できます。 圧力は誰にとってもかなり明白な利点があります。 しかし、なぜ差圧?

差圧ゲージは、最大の「特殊タイプ」圧力ゲージカテゴリとして広く認識されています。 それらはろ过、流れおよびレベルで使用されます。 多くの場合、単一の差圧ゲージ、スイッチまたはトランスミッタの必要性はすぐには理解されません。 差圧 (DP) ゲージを取り付けることには、いくつかの驚くべき利点があります。

差圧ゲージは、オペレーターのエラーを大幅に削減し、プロセス効率を向上させ、高価な機器を保護し、トレーニングを削減し、メンテナンス時間を短縮できます。

差圧ゲージの仕組み

システム内の単一のポイントで圧力を測定する直線圧力ゲージとは異なり、DPゲージは2つのポイントで圧力を測定し、これら2つのポイント間の圧力差を1つのダイヤルに表示します。 測定された圧力は、フィルターの前は115psi、フィルターの後は100psiであり、DPゲージが15psidの差を読み取ることができます。これは15psi差と呼ばれます。 これは、フィルタによって引き起こされる15psiの圧力低下を表す。

ろ过

差圧ゲージの最も一般的な用途はろ過です。 このアプリケーションは、差圧ゲージの必要性を理解しやすい説明として役立ちます。 フィルターは、ガスまたは液体システムから望ましくない粒子または汚染物質を除去する。 フィルターが効率を詰まらせ、圧力が下がるとき。 この状態を特定するための4つの比較的危険な方法は次のとおりです。

1.廃棄物と汚染を呼び寄せた定期メンテナンス

プロセスコンポーネントと条件を検査するために定期的にスケジュールされたメンテナンスプログラムが使用されることは珍しくありません。 フィルターの場合、これには、メンテナンスクルーまたはオペレーターがフィルターハウジングを割って開き、フィルターの状態を確認する必要があります。 これは、システムがダウンし、液体または気体を除去するためにしばしば血を流していることを必要とする。 この侵襲的検査システムは、多くの場合、貴重な時間と人的資源を必要とします。これは、最近では珍しい商品です。

さらに、多くのフィルターハウジングには、内側のフィルターエレメントを表示するためにネジを外すためのボルトが1ダース以上あります。 メンテナンスクルーは、しばしば比較的きれいなフィルターを見つけます。 あるいは、乗組員は、フィルターがメンテナンスのために長い間遅れていることに気付くかもしれません。プロセスは必要な液体が不足していました。 さらに悪いことに、フィルターは「フィルターブローバイ」で危険にさらされている可能性があります。これは、フィルター要素が引き裂かれ、汚染物質がろ過されずに通過できる穴ができている状態です。これは広範囲の損傷を引き起こす可能性があります。

2.単一圧力ゲージによるろ過の監視は変動を考慮しません

フィルターユーザーがフィルターの健全性をより積極的に監視したい場合はどうなりますか? 単一の標準圧力計を単に取り付けないのはなぜですか? 1つの圧力ゲージは、圧力条件が変化したときと、フィルターの逆洗やフィルター要素の交換などのアクションを実行する時期をオペレーターに通知できます。 問題は、ほとんどのプロセスに安定した作業圧力がないことです。 ポンプまたはコンプレッサーのオンオフサイクルやバルブ開閉サイクルなどの多くの要因により、ほとんどのプロセスではかなり広い圧力変動があります。 多くのシステムでは、この圧力変動は予想され、制限内で正常です。

3.2つの圧力ゲージ化合物の不正確さと混乱によるろ過の監視

フィルターに2つの同様の標準圧力計を取り付けることは、フィルターの入口と出口に1つずつ、フィルターの状態を決定する一般的な方法です。 フィルターが詰まると、入口圧力ゲージは出口圧力よりも高く読み始めます。 フィルタが逆洗される準備が整うまでに、2つの圧力ゲージの読み取り値の差は、フィルタのタイプに応じて15psi以上になる可能性があります。 この読みを得るために、ユーザは、より高い読みからより低い読みを差し引く必要がある。

残念ながら、これは装置オペレータにとって2つの重大な問題を提示する。 まず、この方法の精度エラーが悪化する。 1つの圧力ゲージの定格精度、たとえば2% を持つ代わりに、エラーは2倍の4% になります。

第二に、これはおそらくより大きな問題であり、多くのオペレーターは、フィルタに2つの圧力ゲージがある理由について訓練されていません。 歴史は、なぜ2つの圧力計があるのかという質問を提示した多くのオペレーターが単に質問に答えることができないことを示しています。 非常に多くの場合、オペレーターは、一方の圧力ゲージの読み取り値を他方から差し引くことになっていることを知らない。 たとえそうだとしても、彼らはその計算の重要性を本当に理解していないかもしれません。

4.フィルターの健康とシステム障害のリスクがあるフィルターモニタリングなし

おそらく、フィルターの「健康状態」を監視するための最も一般的なアクションは、何もしないことです。 多くの場合、システムオペレーターはフィルターがいつ機能しているかを知りたいと思っていますが、何か悪いことが起こるのを待つだけです。 多くのフィルターでは、流れや圧力を測定する器具は設置されていません。 オペレーターは、多くの場合、物事が戻らずに損傷が発生した後、プロセスの問題が発生するのを待ちます。 これらの場合、プロセス内のコンポーネントを修理または交換する必要があります。

解決策-数学も間違いも理解しやすい

フィルターの入口と出口に同じタップを使用して取り付けられた1つの差圧ゲージは、これらの問題を解消できます。 2つのゲージの使用を排除することにより、エラー率は1つのDPゲージの精度定格に低下します。 オペレータはまた、「数学を行う」ことを知らなくても、読みをよりよく理解するであろう。

差圧ゲージダイヤルには、フィルターが詰まっている、または詰まりそうになっていることを示す赤い弧を描くこともできます… 「アラーム状態」とも呼ばれます。 このアラーム条件は、DPゲージダイヤルが単一のDPゲージダイヤル面に「フィルター」または「クリーン」および「ダーティ」という単語を持っている場合、さらに強化されます。 これは2つの別々の圧力ゲージでは不可能です。

さらに、1つのDPゲージで、スイッチまたは送信機が標準オプションとして追加されてもよい。 これには、1つの機器にローカルおよびリモートモニターを作成するという利点があります。そのため、床にいないがおそらくコマンドセンターにいる他の機器は、フィルターの状態を確認できます。

このリーンソリューションの世界では、「ポカヨーク」という用語が思い浮かびます。これは、大まかに「間違いのない」という意味です。 本質的に、DPゲージは、直ちに理解される読みをオペレータに提示することができる。 これにより、エラーが軽減されるだけでなく、オペレーターのトレーニングが簡素化されます。

DPゲージが「赤で」の読み取り値を示したり、汚れを示したり、スイッチまたは送信機からの電気出力が表示されたりすると、アラーム状態が理解されます。 オペレータは、状況を改善するために必要な適切な行動を取ることができる。 フィルタは、早すぎず遅すぎず、適切なタイミングで修理することができます。

差圧フィルターアプリケーションについてお読みください。

差圧ゲージのためのより多くのアプリケーション

フィルタと同様に、プロセスシステム内の他の要素は時間とともに劣化し、監視する必要があるかもしれない。 熱交換器、ポンプ、バルブ、コンデンサー、蒸発器はすべて、摩耗したり詰まったりすると圧力低下を引き起こします。 フィルターのように、それらが引き起こす問題は深刻です。

圧力低下を監視することは、どこで発生しても、プロセス条件と節約を改善するための段階的な機会を提供できます。 ポンプとコンプレッサーは、各プロセス内で液体または空気を高コストで移動させ、必要以上に激しく駆動されることがあります。 各プロセスコンポーネント内で失われる圧力を下げると、より大きく、より高価なポンプとコンプレッサーの必要性が減り、一般的に、より効率的な流れとより良い最終製品が生まれます。

熱交換器の差圧

産業市場で販売される熱交換器の数は膨大です。 これらの熱交換器は、20,000ドル以上の費用がかかる可能性があります。 フィルターのように、熱交換器はしばしばその量の何倍もの費用がかかる機器を保護します。 時間の経過とともに、熱交換器は錆びたり詰まったりし、水洗または逆洗の時間を示します。

これは、フィルターと同様に、プロセスまたは機器に多くの問題を引き起こす可能性がある条件です。 熱交換器を監視するために何も設置されていないことを見つけることはしばしば非常に驚くべきことです。 熱交換器メーカーは、熱交換器全体の圧力低下を監視するために、安価な100ドルの差圧ゲージを備えた高価な熱交換器を引用することにより、顧客を支援する試みを頻繁に思い出します。 残念ながら、顧客は高価な熱交換器を購入することがよくありますが、注文からラインアイテム #2 (DPゲージ) をドロップします。 彼らは多くの場合、数千ドルを節約できる100ドルのソリューションを購入しません。

流れの差圧

流れは差圧ゲージのもう一つの一般的な用途である。 今日使用されている流れメートルの無数のタイプがあります。 流量を測定するための第1の方法は、差圧流量モニタリングである。 DP流量計は、より大きなパイプにとって特に魅力的なオプションです。 多くの流量計のコストは、パイプのサイズが大きくなるにつれて指数関数的に上昇します。これは、このような大きな流量を処理するために流量要素のスケールを増加させる必要があるためです。

一般的な解決策は、パイプを切断し、オリフィスプレートを取り付け、オリフィスプレート全体の圧力低下を測定することです。 DP流量計は、ベルヌーイの法則を使用して、流量と生成された差圧との間の平方根関係を処理するように設計されています。 これは、失われたコストで高精度の解決策を表す。

オリフィスプレートと同様に、ベンチュリとノズルもわずかな圧力低下を引き起こし、差圧と平方根流を使用して流量を測定します。

差圧流量測定アプリケーションについてお読みください。

液体レベルの差圧

差圧ゲージも液体レベルを測定します。 繰り返しますが、流量計のように、多くの種類のレベルゲージがあります。 単純で比較的安価な解決策は、タンク内の液体のレベルを示すために差圧ゲージを使用することです。 オープンタンクでは、DPゲージの高圧側がタンクの底に移植され、低圧側が大気に接続されます。 このシナリオでは、DPゲージがタンク内の液体の列を測定しているため、タンク内の液体の高さを反映する読み取り値が表示され、多くの場合、インチまたはフィートの水の読み取り値が表示されます。またはパーセント-完全な測定値。

極低温タンクなどの加圧タンクでは、再びDP高圧側がタンクの底部に移植されますが、低圧側はタンクの上部に移植されます。 結果は、タンク内の液体のカラム (液体の高さ) の測定値であり、多くの場合、水中インチまたは満杯パーセントで読み取り値が得られます。

差圧測定のメリット

これらのアプリケーションに共通するのはシンプルさです。 すべての場合において、パイプまたはタンクにタップするだけでよい。 流れのために、大きく、重く、高価な流量計、または液体レベルの場合、長いフロートタイプのロッドまたはメカニズムは必要ありません。 差圧ゲージは、侵襲性がはるかに低く、したがってコストが低くなる可能性があります。 単純さのために、差動ベースのシステムのメンテナンスは、多くの場合、比較的高速で簡単です。

差圧ゲージに代わるものがありますが、リスクと運用上の費用を考慮すると、コストがかかる可能性があります。 差圧を監視すると、混乱、エラー、不正確さが軽減され、1つの読みやすいダイヤルに状態が表示されます。 さらに、スイッチまたは送信機を追加して、1つのユニットでローカルおよびリモートの監視を可能にすることができます。

資本設備とプロセスは高価です。 それらは低コストの差圧ゲージによって保護することができます。

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