Por que medidores de pressão diferencial?

REDUZIR ERROS, MELHORAR OPERAÇÕES E PROTEGER EQUIPAMENTOS COM MONITORAMENTO DE PRESSÃO DIFERENCIAL

No mundo do controle de processos, existem muitas variáveis de medição, geralmente caindo sob os títulos de pressão, temperatura, nível e fluxo. Os instrumentos para medir essas variáveis permitem que os operadores do sistema monitorem a condição e o movimento de líquidos e gases. A pressão tem seus benefícios bastante óbvios para todos. Mas por que pressão diferencial?

Os medidores de pressão diferencial são amplamente reconhecidos como a maior categoria de medidores de pressão de "tipo especial". Eles são usados em filtração, fluxo e nível. Para muitos, a necessidade de um único medidor de pressão diferencial, interruptor ou transmissor não é imediatamente compreendida. Existem alguns benefícios surpreendentes na instalação de um medidor de pressão diferencial (DP).

Os medidores de pressão diferencial podem reduzir significativamente o erro do operador, melhorar a eficiência do processo, proteger equipamentos caros, reduzir o treinamento e reduzir o tempo de manutenção.

Como funcionam os medidores de pressão diferencial

Ao contrário dos medidores de pressão retos, que medem a pressão em um único ponto em um sistema, os medidores DP medem a pressão em dois pontos e exibem a diferença de pressão entre esses dois pontos em um único mostrador. A pressão medida pode ser 115psi antes de um filtro e 100psi após o filtro, permitindo que o medidor DP leia a diferença, que é 15psid-referido como diferencial de 15psi. Isso representa uma queda de pressão de 15psi causada pelo filtro.

Filtração

A aplicação mais popular para medidores de pressão diferencial é a filtração. Esta aplicação serve como uma explicação fácil de entender para a necessidade de um medidor de pressão diferencial. Um filtro remove partículas indesejadas ou contaminantes de um sistema de gás ou líquido. Quando um filtro fica entupido eficiência e pressão cai. Aqui estão quatro métodos relativamente arriscados para identificar esta condição:

1. Manutenção programada, que convida resíduos e contaminação

Não é incomum ver programas de manutenção programados regularmente usados para inspecionar componentes e condições de processo. Para um filtro, isso exigiria que uma equipe de manutenção ou operador abrisse o alojamento do filtro e visualizasse a condição do filtro. Isso requer que o sistema esteja desativo e frequentemente sangrado para remover o líquido ou o gás. Esse sistema de inspeção invasivo geralmente requer tempo e mão de obra valiosos, algo raro atualmente.

Além disso, muitos carcaças de filtro têm uma dúzia ou mais de parafusos para desaparafusar e visualizar o elemento de filtro interno. A equipe de manutenção geralmente encontra um filtro relativamente limpo. Alternativamente, a tripulação pode encontrar o filtro muito atrasado para manutenção, o processo tendo ficado sem os fluidos necessários. Pior ainda, o filtro pode ter sido comprometido com "filtro soprado", uma condição em que o elemento filtrante é rasgado, criando um orifício onde os contaminantes foram autorizados a passar sem filtro, que pode causar danos extensos.

2. Monitorar a filtragem com um único medidor de pressão não leva em conta as flutuações

E se o usuário do filtro quiser monitorar a saúde do filtro de uma maneira mais proativa? Por que não simplesmente instalar um único medidor de pressão padrão? Um medidor de pressão pode informar o operador quando as condições de pressão mudam e quando é hora de agir, como retrolavagem do filtro ou substituição do elemento filtrante, certo? O problema é que a maioria dos processos não tem uma pressão de trabalho constante. Devido a muitos fatores, como ciclos liga-desliga de bomba ou compressor ou ciclos abertos e fechados de válvula, a maioria dos processos tem flutuações de pressão bastante amplas. Em muitos sistemas, essa flutuação de pressão é esperada e normal, dentro de limites.

3. Monitoramento de Filtração com Dois Manômetros Compostos Imprecisões & Confusão

Montar dois medidores de pressão padrão semelhantes em um filtro, um na entrada do filtro e outro na saída, é um método comum de determinar a condição do filtro. À medida que o filtro fica entupido, o medidor de pressão de entrada começa a ser mais alto do que a pressão de saída. No momento em que o filtro está pronto para ser relavado, a diferença entre as duas leituras do medidor de pressão pode ser de 15psi ou mais, dependendo do tipo de filtro. Para obter essa leitura, o usuário precisa subtrair a leitura mais baixa da leitura mais alta.

Infelizmente, isso apresenta dois problemas significativos para o operador do equipamento. Primeiro, erros de precisão neste método são agravados. Em vez de ter a precisão nominal de um medidor de pressão, de, digamos, 2%, o erro seria dobrado para 4%.

Em segundo lugar, e este é possivelmente o maior problema, muitos operadores não foram treinados para explicar por que existem dois medidores de pressão no filtro. A história mostra que muitos operadores apresentados com a pergunta sobre por que existem dois medidores de pressão simplesmente não podem responder à pergunta. Muitas vezes, os operadores não têm ideia de que devem subtrair um medidor de pressão lendo do outro. Mesmo se o fizerem, eles podem não entender verdadeiramente a importância desse cálculo.

4. Nenhum filtro de monitoramento, que os riscos filtram a saúde e a falha do sistema

Possivelmente, a ação mais popular para monitorar a "saúde" de um filtro é não fazer nada. Muitas vezes, embora os operadores de sistemas gostariam de saber quando o filtro está funcionando, eles simplesmente esperam que algo ruim aconteça. Em muitos filtros, nenhum instrumento para medir o fluxo ou a pressão é instalado. A operadora espera que o problema do processo se apresente, muitas vezes depois que as coisas progrediram até o ponto de não retorno e ocorreram danos. Nestes casos, os componentes do processo podem ter que ser reparados ou substituídos.

A solução-sem matemática, sem erros e fácil de entender

Um medidor de pressão diferencial, instalado usando as mesmas torneiras na entrada e saída do filtro, pode eliminar esses problemas. Ao eliminar o uso de dois medidores, a taxa de erro cairá para a classificação de precisão para um medidor DP. A operadora também entenderia melhor a leitura, sem precisar saber "fazer as contas".

Um mostrador de medidor de pressão diferencial também pode apresentar um arco vermelho indicando que o filtro está entupido ou está prestes a ficar entupido... também conhecido como "condição de alarme". Essa condição de alarme seria aprimorada ainda mais se o mostrador do medidor DP tivesse as palavras "filtro" ou "limpo" e "sujo" na face do mostrador do medidor DP único. Nada disso é possível com dois medidores de pressão separados.

Além disso, com um medidor DP, um interruptor ou transmissor pode ser adicionado como uma opção padrão. Isso tem o benefício de criar um monitor local e remoto em um instrumento... então outros, que não estão no chão, mas talvez em um centro de comando, podem ver a condição do filtro.

Neste mundo de soluções Lean, o termo "Poka-Yoke" vem à mente, que significa aproximadamente "à prova de erros". Essencialmente, um medidor DP pode apresentar ao operador uma leitura que é imediatamente compreendida. Isso não apenas reduz os erros, mas simplifica o treinamento do operador.

Uma vez que um medidor DP mostra uma leitura "no vermelho", aponta para sujo ou tem uma saída elétrica do interruptor ou transmissor, a condição de alarme é compreendida. O operador pode então tomar as medidas adequadas necessárias para remediar a situação. O filtro pode ser reparado no momento adequado, não muito cedo e não muito tarde.

Leia sobre nossas aplicações de filtro de pressão diferencial.

Mais aplicações para medidores de pressão diferencial

Como os filtros, outros elementos em um sistema de processo podem se degradar com o tempo e podem precisar ser monitorados. Trocadores de calor, bombas, válvulas, condensadores e evaporadores criam queda de pressão quando ficam gastos ou entupidos. Como os filtros, os problemas que eles causam podem ser graves.

Monitorar a queda de pressão-onde quer que ocorra-pode oferecer oportunidades incrementais para melhorar as condições e economias do processo. Bombas e compressores movem líquido ou ar dentro de cada processo a um custo alto, às vezes sendo acionados com mais força do que o necessário. A redução da pressão perdida dentro de cada componente de processo pode reduzir a necessidade de bombas e compressores maiores e mais caros e, geralmente, criar um fluxo mais eficiente e um produto final melhor.

Pressão diferencial em trocadores de calor

O número de trocadores de calor vendidos nos mercados industriais é tremendo. Esses trocadores de calor podem custar até US $20.000 ou mais. Como os filtros, os trocadores de calor geralmente protegem equipamentos que custam muitas vezes essa quantidade. Com o tempo, os trocadores de calor desenvolvem ferrugem ou ficam entupidos, indicando um tempo para lavar ou retrolavar.

Esta é uma condição que, como filtros, pode criar muitos problemas para o processo ou o equipamento. Muitas vezes é muito surpreendente descobrir que não há nada instalado para monitorar o trocador de calor. Os fabricantes de trocadores de calor freqüentemente se lembram de tentativas de ajudar os clientes citando um trocador de calor caro com um medidor de pressão diferencial barato de US $100 para monitorar a queda de pressão no trocador de calor. Infelizmente, o cliente geralmente compra o trocador de calor caro, mas elimina o item de linha n ° 2, o medidor DP, do pedido. Eles geralmente não compram a solução de $100 que poderia economizar muitos milhares de dólares no futuro!

Pressão diferencial no fluxo

O fluxo é outra aplicação comum para medidores de pressão diferencial. Existem inúmeros tipos de medidores de vazão em uso hoje. O método número um para medir o fluxo é o monitoramento do fluxo de pressão diferencial. Os medidores de fluxo DP são opções especialmente atraentes para tubos maiores. O custo de muitos medidores de fluxo aumenta exponencialmente à medida que o tamanho do tubo aumenta, porque a escala do elemento de fluxo deve aumentar para lidar com fluxos tão grandes.

A solução popular é cortar o tubo, instalar uma placa de orifício e medir a queda de pressão na placa do orifício. Um medidor de fluxo DP é projetado para lidar com a relação de raiz quadrada entre o fluxo e a pressão diferencial criada, usando a Lei de Bernoulli. Isso representa uma solução de alta precisão a um custo perdido.

Como as placas de orifício, venturis e bicos também criam leves quedas de pressão que usam pressão diferencial e fluxo de raiz quadrada para medir as taxas de fluxo.

Leia sobre nossas aplicações de medição de fluxo de pressão diferencial.

Pressão diferencial no nível líquido

Os medidores de pressão diferencial também medem o nível do líquido. Novamente, como medidores de fluxo, existem muitos tipos de medidores de nível. Uma solução simples e relativamente barata é usar um medidor de pressão diferencial para indicar o nível de um líquido dentro de um tanque. Em tanques abertos, o lado de alta pressão de um medidor DP é transportado para o fundo de um tanque, enquanto o lado de baixa pressão é associado à atmosfera. Neste cenário, o medidor DP está medindo uma coluna de líquido dentro do tanque, resultando em uma leitura que reflete a altura do líquido dentro do tanque, muitas vezes exibindo polegadas ou pés de leituras de água, ou porcentagem-leituras completas.

Para tanques pressurizados, como tanques criogênicos, novamente o lado de alta pressão DP é portado para o fundo do tanque, mas o lado de baixa pressão é portado para o topo do tanque. O resultado é uma medição da coluna de líquido no tanque (a altura do líquido), muitas vezes dando uma leitura em centímetros de água ou por cento-cheio.

O benefício da medição de pressão diferencial

O que é comum entre essas aplicações é a simplicidade. Em todos os casos, há apenas a necessidade de tocar em um tubo ou tanque. Para o fluxo, não há necessidade de um medidor de fluxo grande, pesado e caro ou, no caso, um nível de líquido, uma haste ou mecanismo de flutuador longo. Os medidores de pressão diferencial podem ser muito menos invasivos e, portanto, menos caros. Devido à simplicidade, a manutenção em sistemas baseados em diferenciais costuma ser relativamente rápida e fácil.

Embora existam alternativas aos medidores de pressão diferencial, eles podem ser caros quando riscos e despesas operacionais são considerados. Monitorar a pressão diferencial reduz confusão, erros, imprecisões e apresenta condições em um único dial de fácil leitura. Além disso, interruptores ou transmissores podem ser adicionados para permitir o monitoramento local e remoto em uma unidade.

Equipamentos e processos de capital são caros. Eles podem ser protegidos por um medidor de pressão diferencial de baixo custo.

Monitores de pressão diferencial LEFOO

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