מדידת מפלס בנוזלים בעלי צפיפות שונה Level Interface

מאת: שמואל לסמן

מדידת מפלס וצפיפות נוזלים נחשבה למסובכת בעיקר כאשר הנוזל הנמדד משנה תהליכית את צפיפותו –דוגמת תהליכי זיקוק של דלקים שונים או בתהליך ניטור מלחים מדלק גולמי. המונח “כבד” יותר או “קל” ניתן למדידה במספר שיטות. השיטה האמינה ביותר מתבססת על חוקי הדחיקה ושינוי המשקל.

מטרות מדידה:

  • מדידת גובה נוזל במיכל פתוח
  • מדידת גובה במיכל לחץ
  • מפלס בנוזלים בעלי צפיפות שונה Level Interface
  • מדידת Emulsion
  • מדידת גובה במוצקים

עקרונות המדידה:

  • ראייה ישירה
  • מגע עם המפלס
  • ציפה – Displacement-Buoyancy
  • לחץ הידרוסטטי
  • גל משודר וחוזר
  • בליעה
  • מדידת קיבוליות

אפיון שיטות מדידות מפלס Level Interface במהלך זיקוק Crude Oil המבוצע במספר שלבים:

  • סילוק והפרדת המים והמלחים לפני הכניסה למגדל הזיקוק
  • זיקוק ותהליך הפקת הדלקים השונים.
  • פיצוח קטליטי

הפרדת שאריות השמנים ממי הקירור לפני הכניסה למגדלי הקירור באמצעות:

  • גירוד שמנים
  • נישוף בריכה אורגנית
  • בקרת מכלי ההפרדה.

הבעיה העקרית של מדידת ה Interface היא היווצרות שכבת ביניים הומוגנית המוגדרת כ Emulsion למרות הבדלי הצפיפות המשמעותיים בין מים מלוחים לבין ה Crude Oil הרי שנקודת מפגש 2 הנוזלים אינה מושלמת כיוון שטיפות המים וה Crude Oil מעורבות בניהם. שטח מתח הפנים של המים מתנהג כממברנה ויוצר את חיץ Interface המתאים אולם במצב הזרמת ה Crude Oil אל ברכות ההפרדה מתקבלת תערובת הומוגנית של 2 החומרים האמורים.

מהי שכבת הביניים?
מולקולות ה Hydro carbon לא ניתנות לערבוב במולקולות המים כיוון שהמים קשורים בנוסחה הכימית H2O ואילו מולקולות ה HC קשורות האחת עם רעותה בכוחות Van Der Waals.

אפליקציה -בריכת הפרדת המים והמלחים
שלב הזיקוק הראשוני מתבצעות באמצעות שיקוע התערובת בבריכות ההפרדה . שיטת מדידת המפלס הנפוצה מבוצעת בשיטת אלקטרודת מדידה קיבולית. Capacitance  Probes.

וכמובן שיטות רבות ומגוונות דוגמת אולטרסונית, ראדאר, השיטות המקובלות חלקן רגישות לקצף,אמולסיה ומחייבות התחשבות בפרמטרים רבים.

אפליקציה אופיינית
מגדל הזיקוק מכיל מערכות מגשי קליטת התעבות הדלקים השונים לפי נקודות הרתיחה השונות ובהתאם לכך נאספים הדלקים שהופרדו בתהליך הזיקוק אל המגשים.

הקלה או הכבדה במשקל הטובלן השרוי בנוזל תהיה ביחס ישר לגובה המפלס. יחס זה מומר לתנועת פיתול נטולת חיכוך של ה Torque Tube המקושר בקצהו ל Transmitter. עקרון פיסיקלי זה מאפשר מדידת צפיפות יחסית בין 2 נוזלים ואיתור מפלס שכבת הביניים Interface ובאפליקציות קשיחות במיוחד.

אפשרויות  תקשורת

אפשרויות התקשורת הדיגיטלית

“התכתבות ודיבור” דו עורקית עם ה  Digital Transmitter Head ניתנת לביצוע ב 4 אופנים:

  1. הפעלה מקומית באמצעות כפתורי לחיצה משולבי צג דגיטלי המאפשרים את ביצוע פעולות דוגמת לימוד עצמי ,שליטה ,וכן תצוגת מצבו של המפלס הנמדד יחסית לסיגנל הבקרה.
  2. ממשק RS-232 המאפשר התחברות מקומית עם מחשב נישא ועל ידי תוכנת תקשורת ודיאגנוסטיקה Valvue2 תוך צבירת הנתונים והיסטוריית פעולתו של שסתום הבקרה.
  3. פרוטוקול התקשורת Highway Adressable Remote Transducer -HART בתוספת התקנת מודם מתאים,תוך שימוש בפרוטוקול תקשורת מתאים.
  4. יכולת תקשורת וכיול באמצעות תכנת נישא. HHD 375

מדוע אם כן נשתמש בשיטת המדידה המדויקת ביותר Level Displacement !

  • עמיד בנתוני תהליך קשיחים במיוחד ללא תלות בלחצי עבודה וטמפרטורה
  • אינו רגיש לקצף,מלחים ,צמיגות מוגן זעזועים
  • פשטות פעולה
  • כיול Zero,Span ותחום מדידה כמו כן מאפשר זיהוי  נתוני ה SG  של המדיום הנמדד כאשר חשיבות תכונה זו בולטת בכיול Interface                        .