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Jul 22, 2023

ガス流量測定の概要

多くのアプリケーションでは、空気またはその他のガスの正確な流量測定が必要です。 設置要件、校正、メンテナンスは、製品を選択する際に考慮する必要がある要素の 1 つです。

多くのアプリケーションでは、空気またはその他のガスの正確な流量測定が必要です。 流量測定技術を選択する際に考慮しなければならない要素には、設置要件、校正、メンテナンスが含まれます。

アート・ウーマック、FCI

化学プロセス産業 (CPI) の製造プラントにおける空気やその他のガスの測定は、安全性、プロセス制御、製品品質、生産効率、環境コンプライアンス、コストなどの多くの機能用途で不可欠です。 空気またはその他のガスの測定が不正確または一貫性がない場合、重大な事故、緊急停止、計画外のメンテナンス、生産の減速、またはコストの超過などの潜在的な結果が発生する可能性があります。

現在利用可能なガスの流量測定技術は 6 ～ 8 種類ありますが、最も困難な CPI 運用に見られる過酷な計量アプリケーションに適しているのはそのうちの約半分だけです。 各テクノロジーには、測定する必要がある材料、必要な精度、測定する必要がある場所などに応じて、独自の長所と短所があります。

CPI プラントでのガス測定タスク用の流量計の選択に関しては、「知識は力なり」という自明の理が確実に当てはまります。 プラント内のあるアプリケーションで選択された同じ流量センシング テクノロジーが、施設内で近接したアプリケーションであっても、別のアプリケーションでは間違った選択となる可能性が十分にあります。

間違った流量計を選択した場合のコストは、大規模な CPI プラントでの追加のメンテナンス、修理、予備品の点で、すぐに数万ドルに達する可能性があります。 安全上の事象、製品品質の低下、生産速度の低下、または環境コンプライアンス問題が発生した場合、空気およびその他のガス流量測定技術の微妙な違いを認識できないことによる代償は、大きな損害をもたらす可能性があります。

流量計は、空気またはその他のガスの流量および合計流量を測定するために使用されます。 CPI プラントでは危険な動作環境が発生する可能性があるため、ガス流量計は通常、危険区域 (HazEx など) の承認が必要であり、多くの場合、安全計装システムの一部として IEC 61508/61511 (SIL) 規格に準拠する必要があります。 (SIS) 多くのアプリケーションで使用されます。 化学プラントにおける最も一般的かつ最も要求の厳しいガス流量測定アプリケーションのうち 4 つを次のセクションで説明します。

図 1. さまざまな用途ではさまざまな量のガスが必要になるため、ガス分布計量には正確な流量測定が必要です

図 1. さまざまな用途ではさまざまな量のガスが必要になるため、ガス分布計量には正確な流量測定が必要です

ガス分配計量器。多くの化学プロセスでは、不活性イオンやパージまたはブランケット用の窒素、アルゴン、酸素など、さまざまな量の特定のガスが必要です。 触媒として水素が必要な場合があり、他の特定のガスも同様に使用されます (図 1)。 これらのガスの正確な測定は、プロセス制御、ガス在庫管理、およびコスト管理に必要です。

図 2. フレアガスの測定は、システムが安全かつ確実に動作していることを確認するために重要です

図 2. フレアガスの測定は、システムが安全かつ確実に動作していることを確認するために重要です

フレアリングシステム。石油化学の生産、精製、貯蔵では、フレアガス システムは、廃棄物、余剰ガス、オフガスを燃焼して処分するため、また安全システムとして使用されます (図 2)。 フレアガスの正確で応答性の高い信頼性の高い測定は、フレアガスシステムの適切な動作を保証するために不可欠です。フレアガスシステムは、危険な可燃性ガスから人や機器を保護し、安全な作業環境を維持し、環境汚染を回避します。

図 3. タンクブランケットには、火災の危険を軽減するためにタンクまたは容器の不活性空間を不活性ガス (通常は窒素) で満たすことが含まれます。