طرق قياس الضغط البخاري

حدث في السنوات القليلة الماضية قدراً كبيراً من الاهتمام لإنتاج الطاقة واستخدامها ، ولقد أثر ارتفاع أسعار النفط الخام على العديد من مجالات اقتصادنا ، مثل حدوث تأثيرات كارتفاع أسعار البنزين وارتفاع أسعار وقود الطائرات وزيادة تكاليف زيت التدفئة .

قياس تدفق البخار

وتعود اهمية الضغط البخاري وقياس تدفق البخار لأن البخار يستخدم على نطاق واسع كمصدر للطاقة في إنتاج الكهرباء ، وفي محطات الطاقة اليوم يتم الحصول على الحرارة من مصادر متعددة ، وتشمل هذه أنواع الوقود مثل الفحم أو الغاز الطبيعي أو الزيت ، فضلاً عن مصادر الحرارة الأخرى بما في ذلك الوقود النووي وأنواع النفايات المهدورة والطاقة الشمسية والطاقة الحرارية الأرضية .يتم تحرير الطاقة الحرارية في مصادر الحرارة هذه ، إما من خلال الاحتراق أو من خلال عملية مماثلة ، ويتم نقل الحرارة إلى الماء والتي تولد البخار ، وفي كثير من الحالات يتم استخدام هذا البخار لتشغيل مولد كهربائي ، ومع ارتفاع تكاليف الطاقة تتطلع العديد من الشركات إلى زيادة الكفاءة في الطاقة وتوليد الطاقة ، ونتيجة لذلك نجد المزيد من الاهتمام لقياس تدفق البخار ، وذلك عن طريق عدة طرق نذكرها في النقاط الآتية :

طرق لقياس الضغط البخاري

طريقة مقاييس التدفق التفاضلية الضغط pressure flowmetersتمثل أجهزة تدفق البخار مع العناصر الأولية أكثر من نصف مقاييس التدفق المباعة لتطبيقات تدفق البخار ، وتتمتع أجهزة إرسال تدفق البخار التي يتم بيعها لقياس الضغط البخاري بالعديد من المزايا والعيوب الخاصة بأجهزة إرسال تدفق البخار التي يتم بيعها لقياس تدفق السائل والغاز ، وتشمل العيوب انخفاض الضغط والتداخل مع مجرى الهواء والتآكل مع مرور الوقت .توفر هذه الأجهزة أيضاً بعض المزايا الرائعة عندما يتعلق الأمر بقياس تدفق البخار ، فهي غير مكلفة نسبياً وتوفر تركيبًا مباشرًا ، كما تعد أكثر الطرق قياسًا وأفضل دراسة لفهم ضغط البخار ، كما أن أجهزة إرسال تدفق البيانات المتعددة المتغيرات قادرة على قياس أكثر من متغير واحد للعمل ، مثل الضغط التفاضلي وضغط العملية ودرجة الحرارة مما يتيح بدوره قياس تدفق الكتلة .طريقة مقاييس التدفق الدوامة Vortex flowmetersتتمتع مقاييس التدفق الدوامة ببعض المزايا مقارنة بأنواع أخرى من مقاييس الضغط البخاري التكنولوجية الحديثة عندما يتعلق الأمر بقياس ضغط البخار ، ولا يزال قياس تدفق الغاز تطبيقًا جديدًا نسبيًا ، وقد بدأ استخدام عدادات flowmeter لقياس ضغط البخار ، بينما تم استخدام عدادات الموجات فوق الصوتية لعدة سنوات لقياس تدفق الغاز ، وبالتالي فإن جهاز قياس ضغط البخار هو تطبيق جديد للغاية .البخار هو السائل الأكثر صعوبة في القياس ، ويرجع ذلك إلى ارتفاع الضغط وارتفاع درجة حرارة البخار ولأن معايير القياس تختلف مع نوع البخار ، تشمل الأنواع الرئيسية للبخار البخار الرطب والبخار المشبع والبخار المحمص ، وغالبًا ما يتم قياس البخار في محطات المعالجة ولتوليد الطاقة ، بالإضافة إلى قدرتهم على تحمل درجات الحرارة والضغط المرتفعة للعمليات ، فإن عدادات الدوامة توفر نطاقًا واسعًا مما يتيح قياس ضغط البخار بسرعات مختلفة .طريقة مقاييس التدفق المتغيرة في المنطقة Variable-area flowmetersتستخدم مقاييس المساحة المتغيرة ، والتي تسمى أيضًا مقاييس الدوران استخدامًا محدودًا لتطبيقات البخار ، وأحد أسباب ذلك هو أن العديد منهم ليس لديهم إشارة إخراج ويجب قراءتها يدويًا ، وسبب آخر للاستخدام المحدود لمقاييس التدفق ذات المساحة المتغيرة هو أنها تتميز بدقة منخفضة ، تحتوي العديد من عدادات المساحة المتغيرة على مستويات دقة غير مناسبة عمومًا للقياسات في محطات المعالجة والطاقة ، وتتميز تلك المقاييس بكونها منخفضة التكلفة ، لذلك فهي مناسبة جيدًا للقياسات غير الحرجة حيث لا تكون الدقة العالية ضرورية .طريقة مقاييس التدفق المستهدفة Target flowmetersبينما يمكن استخدام مقاييس التدفق المستهدفة للتطبيقات السائلة والغازية والبخارية ، إلا أنها تستخدم في الغالب لقياس ضغط البخار ، ويمكن للعدادات المستهدفة قياس البخار المشبع والمسخن ، بينما يكون الهدف عرضة للارتداء يمكن تعويض ذلك من خلال إعادة المعايرة ، ولا يحتوي المقياس المستهدف على أجزاء متحركة ويمكنه تحمل ضغوط تصل إلى 15000 ودرجات حرارة تصل إلى 500 فهرنهايت .طريقة مقاييس التدفق التوربيني Turbine flowmetersتستخدم مقاييس التدفق التوربيني على نطاق واسع للتطبيقات السائلة والغازية ، ولكن استخدامها محدود للغاية لقياس ضغط البخار ، وتتعلق إحدى القضايا الرئيسية بتأثير التكثيف على دقة القياس ، وعندما يحدث التكثيف في تيار متدفق ، يصبح السائل خليطًا من البخار والماء مما يخلق تدفقًا ثنائي الطور ، كما يمكن للمكثف أن يضر بالشفرات ويتداخل مع دقة القياس .طريقة مقاييس التدفق كوريوليس Coriolis flowmetersيمكن تصنيف مقاييس التدفق كوريوليس كتقنية ناشئة لقياس ضغط البخار ، ومثل عدادات التوربينات ، تواجه عدادات كوريوليس صعوبة في معالجة التكثيف في البخار ، وعندما يتكثف البخار تُخلق قطرات الماء تدفقًا ثنائي الطور وهو مزيج من البخار والماء ، وبالتالي يتداخل وجود الماء مع دقة قياس التدفق .يمكن أن تعمل مقاييس التدفق كوريوليس لقياس التدفق بالبخار الجاف ، ومع ذلك نظرًا لأن البخار يتأثر بسهولة بالتغيرات في درجة الحرارة والضغط ، يمكن أن تتغير ظروف تدفق البخار بسرعة كبيرة ، لا تزال هناك بعض التحديات التقنية أمام مقاييس كوريوليس لحلها قبل أن تكون عدادات كوريوليس جزءًا رئيسيًا من الحل لقياس ضغط البخار .