54-210.0 Thermatel Mass Flow Ap - PEI

M O D E L E S
P O U R
A P P L I C A T I O N S
I N D U S T R I E L L E S
Indicateur de débit massique
Thermatel
®
Applications
Le spécialiste mondial du niveau et du débitSM
2
Présentation de Thermatel
Les transmetteurs TA2 de Magnetrol mesurent le débit massique en détectant la dissipation thermique d’une
surface chauffée.
y Mesure de débit massique
y Avantages de la technologie Thermatel
Les débitmètres thermiques mesurent le débit massique
(Nm3/h ou pied3/min) et non le débit volumique dans les
par rapport à de nombreuses méthodes de mesure de débit tra-
conditions de fonctionnement. Etant donné que les variations
ditionnelles*:
de pression et de température se répercutent sur le volume
Les débitmètres Thermatel offrent des avantages spécifiques
u
Contrairement à de nombreuses technologies de mesure
d’un fluide, la mesure du débit massique donne une préci-
de débit de gaz, comme la méthode par pression différentielle, la
sion de mesure optimale malgré les variations de températu-
mesure de débit massique directe ne requiert aucune compen-
re et de pression.
sation de pression ou de température.
Outre la plus grande précision de mesure, on mesure
également le débit massique pour répondre à des normes de
mesure de certains domaines industriels. Les produits chimiques réagissent en fonction des rapports de masse des
composants. La combustion est basée sur le rapport des
u
Excellente sensibilité aux faibles débits: vitesses massiques
comprises entre 0,13 m/s et 250 m/s (selon le gaz).
u
Mesure des faibles vitesses ainsi que des débits élevés
pour une plage de mesure effective égale ou supérieure à 100:1.
u
Les sondes Thermatel créent une obstruction négligeable
débits massiques de l’air et du carburant. Par ailleurs, la
dans les conduites et par là même de très faibles chutes de
consommation de gaz d’une installation est basée sur le
pression.
débit massique.
u
Les fonctions de mesure de Thermatel sont obtenues sans
pièces mobiles, ce qui se traduit par une maintenance allégée,
voire inexistante, et moins de problèmes en ligne.
y Technologie
Thermatel
u
Sonde de
référence
u
Fonctionnant sur le
principe du transfert
Elément de
masse équilibrée
thermique, les trans-
La compensation de température évoluée procure une sen-
sibilité élevée sur toute la plage de fonctionnement du matériel.
Les transmetteurs Thermatel ont été mis au point pour per-
mettre une mise en place aisée et une configuration rapide tout
Elément
chauffant
en procurant un service précis et fiable dans des conditions
sévères.
metteurs Thermatel TA2
u
mesurent le débit massique en détectant la dissipation de chaleur d’une surface
chauffée. Leur sondes de détection contiennent deux éléments de masse équilibrée dont les capteurs de température
à résistance sont appariés de façon précise. Le capteur de
température à résistance de référence mesure la température
du fluide (jusqu’à +200°C) et le
Etalonné pour vous par Magnetrol, chaque instrument est
prêt à être monté et utilisé immédiatement sur site.
u
Le coût du matériel Thermatel installé est très compétitif par
rapport aux autres technologies de mesure de débit de gaz.
u
Homologations ATEX, FM, CSA pour les gaz combustibles.
u
Disponibles pour une installation de type insert ou intégrée
en ligne.
second mesure la température du
capteur chauffé.
Pour des informations plus
détaillées sur la technologie de
dispersion thermique, téléchargez
notre Manuel de mesure Thermatel
de 32 pages à l’adresse
www.magnetrol.com.
*Les conditions suivantes réduisent les performances du
matériel Thermatel:
(1) présence continue de condensats;
(2) accumulation excessive de dépôts sur la sonde;
(3) tentative de mesure de milieux pour lesquels l’instrument n’a pas été étalonné.
3
La technologie
Les transmetteurs TA2 diffèrent par leur méthode de mesure du débit massique.
TA2
La méthode de différence de température
constante des transmetteurs TA2 maintient une même
différence de température entre le capteur chauffé et le
capteur de référence. Plus le débit augmente, plus il
faut de courant pour maintenir une différence de température constante. Pour les faibles débits massiques
impliquant un faible transfert thermique, le courant
nécessaire au maintien de la différence de température
est faible.
Le courant requis augmente en même temps que
le débit massique. Les variations de transfert thermique sont les plus importantes aux faibles vitesse
pour une excellente sensibilité aux faibles débits.
Lorsque le débit massique augmente, l’augmentation
du courant autorise des mesures de débits très élevés,
ce qui procure une plage de mesure élevée.
TEMPS DE REPONSE: Les temps de réponse des
débitmètres thermiques classiques diffèrent de ceux des détecteurs TA2 (voir l’illustration de droite). Avec la méthode passive
(débitmètres thermiques classiques), la différence de température dépend du délai au bout duquel le capteur chauffé réagit
aux variations de débit. Le détecteur TA2 répond plus rapidement car il maintient une différence de température constante
entre les capteurs de température à résistance. Les détecteurs
TA2 utilisent des algorithmes de contrôle pour fournir un temps
de réponse significativement plus rapide que les débitmètres
thermiques classiques. Il en résulte une amélioration de la
mesure des débits de gaz en temps réel.
méthode passive
4
SPECIFICATIONS
Tension d’alimentation:
240 V CA, 50-60 Hz
120 V CA, 50-60 Hz
24 V CC
Plage de débits:
Précision de température:
Reproductibilité:
0,13 à 250 Nm/s
(selon le gaz)
Plage de détection:
Précision de débit: ±1% de la valeur mesurée
plus 0,5% de l’échelle étalonnée
± 1°C
± 0,5% de la lecture
de -45° à +200°C
Pression nominale 103 bar
Plage de mesure effective:
100:1
(selon l’application)
TA2 PLUS EN DETAIL
Intégré ou déporté:
Toute l’électronique est logée dans
un boîtier compact, antidéflagrant,
monté sur la sonde ou à un
emplacement distant.
Affichage: Configuration
facile par module d’affichage
alphanumérique en option à
deux lignes de 16 caractères avec
clavier à 4 boutons. Affiche le débit,
la température, le débit cumulé et
les messages de diagnostic.
l
l
Fonctions électroniques:
• Compensation automatique de température.
• Ajustement automatique de l’obstruction de la
tuyauterie.
• Correction automatique des mesures de débit massique en fonction des variations de propriétés du gaz
sur toute la plage de température de l’instrument.
• Diagnostic en continu de l’électronique, des sondes
de mesure, du circuit de chauffage et du câblage.
• Le totalisateur indique (sur un affichage à 9 chiffres)
le débit cumulé dans les unités de mesure choisies
par l’utilisateur. Le totalisateur peut être réinitialisé
via le clavier ou HART®.
• Programmation logicielle facile et intuitive.
• Compensation du profil d’écoulement.
• Sortie 4 à 20 mA active ou passive.
• Les communications HART/AMS en option permettent une configuration à distance.
l
l
Type à insérer (à gauche) ou en ligne
(ci-dessus)
Raccordements: Choix du type de
raccordement au process : fileté, bride
soudée ou raccord à compression.
Sonde: Acier inoxydable 316 entièrement soudé;
Hastelloy C-276 en option. Températures de processus jusqu’à +200°C ; pression nominale jusqu’à 103 bar; les valeurs nominales dépendent
des raccordements utilisés.
l
Pratique: La sonde peut être remplacée
sur site; une sonde rétractable à
raccordement direct (RPA) en option
permet l’installation ou
l’extraction de la sonde sans
arrêt du process. Des RPA
standard ou haute pression
sont illustrés à droite.
l
Protection: Le capteur est
protégé par une enveloppe
résistante pour éviter toute
détérioration si la sonde est insérée
trop profondément dans la tuyauterie.
5
Débit massique d’air
Applications: Le débit d’air (78% d’azote, 21% d’oxygène et des traces de 8 autres gaz) est surveillé dans presque
tous les secteurs industriels, notamment dans les applications procès: mélange air/gaz; refroidissement; soufflage et
séchage; combustion; aération; ventilation; filtration; mélange de composants; échantillonnage de l’air et bien d’autres
applications. Les variables significatives en matière de débit
d’air sont le diamètre des canalisations, une grande plage
de débit, des vitesses variables et la sensibilité aux faibles
débits. Les applications de Thermatel impliquant des canalisations de grandes dimensions comprennent le flux d’air
comburant utilisé pour les mélanges fuel-air pour les chaudières, réchauffeurs et fours industriels.
Applications de débit d’air:
• Flux d’aération
Traitement des eaux usées
• Air de combustion
Chaudières, fours, réchauffeurs
• Air pour essais
Fabricants de pompes et d’équipements.
• Débit d’air
Traitement et récupération de métaux
• Séchage par pulvérisation
Produits alimentaires, produits
biopharmaceutiques, produits chimiques
• Neutralisation des sols
Agriculture, environnement
• Traitement thermique
Fabrication, métaux
• Air de séchage
Papier et pâte à papier
• Air de réchauffage
Centrales électriques
• Détection des faibles débits Toutes industries
Le rendement de la combustion des brûleurs, fours et
sécheurs est amélioré par l’obtention de mesures de débit
reproductibles à l’admission de l’air comburant. La taille
des gaines peut varier de 150 mm de diamètre à plusieurs
dizaines de décimètres carrés de section. Pas assez d’air:
la combustion est incomplète; trop d’air: le rendement de
la combustion est fortement réduit.
Aperçu des applications
Mesure de débit massique dans les tuyaux et
conduits de grandes dimensions.
lus le diamètre d’un tuyau, d’un
conduit ou d’une gaine est important, plus il y a de risques de variations
significatives du profil des vitesses
d’écoulement. Dans ces conditions
avec de fortes perturbations, un débitmètre placé en un seul point ne peut
donner satisfaction. Quelle est donc la
meilleure solution de mesure?
Un choix fréquent visant à améliorer
la précision de la mesure consiste à utiliser un ensemble de capteurs multipoints. Dans ce cas, on place deux
capteurs de débit ou plus le long d'un
élément additionnel inséré dans la longueur droite. Avec un plus grand
nombre de points de détection à l’intérieur du conduit, la mesure de débit
sera plus représentative. Et en montant
deux de ces capteurs multipoints selon
une configuration en croix à l’intérieur
P
du conduit (voir illustration en haut à
droite), on obtient un ensemble de capteurs procurant de très bons résultats.
Toutefois, le coût de cette configuration
est élevé car le l'ensemble de capteurs
multipoints requiert un important travail
d’étude préalable et beaucoup d’entretien ensuite.
L’autre option consiste à insérer 4
détecteurs TA2 (ou davantage en fonction des besoins) régulièrement espacés à la périphérie du conduit (voir illustration en bas à droite) et à calculer la
moyenne de leurs signaux de sortie.
Cette approche utilise des débitmètres
Thermatel standard pour obtenir une
mesure de débit massique précise et
fiable pour un moindre coût d’installation, et avec moins de soucis d’entretien à l’avenir. n
EN HAUT: Deux capteurs multipoint
de conception spécifique. EN BAS:
Quatre débitmètres standard TA2.
6
Débit d’air comprimé
Applications: L’air que l’on comprime et que l’on stocke à
une pression supérieure à la pression atmosphérique est
devenu une source d’énergie universelle dans l’industrie.
70% de l’ensemble des industries utilise de l’air comprimé
(AC). Parmi les opérations de processus qui dépendent de
l’air comprimé, on peut citer les outils pneumatiques, la
manutention des matériaux, la peinture, l’oxydation, le fractionnement, la cryogénie, la réfrigération, la déshydratation,
la filtration et l’aération. Les débitmètres contribuent à
garantir un fonctionnement efficace à des sorties mesurés
en Nm3 et sont utilisés pour détecter les fuites. Un débitmètre muni d’un totalisateur fournit une mesure précise de
la consommation d’air comprimé.
Applications avec circuits d’air comprimé:
• Systèmes d’automatisation et de process
• Outils pneumatiques, peinture
• Systèmes de manutention de matériaux
• Remplissage, capsulage, emballage
• Soufflage de bouteilles Polyéthylène
• Laboratoires, enrobage des pilules
• Neutralisation des sols
• Forage, pipelines
• Pressurisation des canalisations de gaz
• Process pour produits alimentaires,
médicaments
Toutes industries
Toutes industries
Toutes industries
Embouteillage, emballage
Récipients en plastique
Industrie pharmaceutique
Industries de l’environnement
Industries du pétrole et
du gaz naturel
Gaz naturel
Industrie alimentaire,
pharmaceutique
Le gaz naturel est l’une des principales sources
d’énergie pour l’alimentation de grandes centrales électriques ou encore de chaudières et fours industriels de
plus petite dimension. La mesure du débit et le calcul des
quantités cumulées de gaz sont indispensables pour un
fonctionnement efficace.
Débit d’azote
Applications: L’azote (N2) est le gaz commercial le plus
largement utilisé. Incolore, inodore, insipide, ininflammable et inerte, il constitue un gaz d’inertage idéal pour
protéger les solides et les liquides inflammables ou explosifs du contact de l’air. En conservant les produits chimiques, pharmaceutiques ou alimentaires dans une atmosphère d’azote, on les protège de toute dégradation par
l’oxygène et l’humidité. Les industries pétrolière, gazière
et pétrochimique purgent les citernes et les canalisations
avec de l’azote pour remplacer des atmosphères dangereuses ou non souhaitées. Dans l’entretien des raffineries,
l’azote refroidit rapidement la température des catalyseurs
pour réduire fortement les temps d'arrêt.
Ce skid de régénération au glycol en service sur un
site de gaz naturel aux Pays-Bas comporte 3 transmetteurs TA2, dont 2 mesurent le débit d’air vers un incinérateur et le dernier mesure le débit du gaz naturel.
Applications avec circuits d’azote :
• Inertage de réservoirs
Produits chimiques, produits alimentaires,
hydrocarbures, Industrie biopharmaceutique, semiconducteurs
• Purge des gaz
Gaz naturel, raffineries
Capacités de stockage, toutes industries
• Transfert de pression
• Refroidissement, congélation Raffineries, industries alimentaires
• Commande de formage
Fonderies de métaux
Gaz de protection pour l’acier et le fer
• Traitement thermique
• Enrobage des pilules et
Industries pharmaceutiques
des comprimés
et alimentaires
• Inertage du gaz naturel liquéfié Transporteurs de gaz, citernes de transport
• Forage, process
Industries du pétrole et du gaz naturel
Circulation d’azote dans une canalisation de 50 mm de diamètre
dans une usine chimique. La connaissance de la consommation d’air
comprimé et de gaz au point d'utilisation permet à l’utilisateur d’obtenir
des informations pertinentes sur le taux d’utilisation et de fonctionner
ainsi de façon plus efficace. Dans certaines installations centralisées
les consommations de gaz par unité sont relevées.
7
Débit de gaz naturel
Applications: Le gaz naturel est un mélange de gaz d’hydrocarbures composé principalement (70 à 90%) de
méthane (CH4). Dans sa forme pure, il est incolore, inodore
et combustible. Carburant fossile produisant la combustion
la plus propre, le gaz naturel constitue, après l’électricité, la
deuxième source d’énergie la plus utilisée dans l’industrie.
L’industrie est la principale consommatrice: elle absorbe
40% de la demande totale de gaz naturel. Avec une multitude d’utilisations industrielles, le gaz naturel est principalement consommé dans les secteurs suivants: papier et pâte
à papier, production de métaux, centrales électriques, raffinage du pétrole, industrie de la pierre, de l’argile et du
verre, production chimique, production de résines de plastique et industries alimentaires.
Applications avec circuits de gaz naturel:
•
•
•
•
Extraction, production
Traitement des déchets, incinération
Technologie de co-combustion
Composants de base,
matières premières
• Préchauffage, chauffage IR
Industrie du gaz naturel
Tous les secteurs de l’industrie
Production d’énergie
Plastiques, produits chimiques,
produits biopharmaceutiques
Acier et fer, revêtement par
pulvérisation
• Process
Produits alimentaires, produits
chimiques, raffinage, papier
• Fabrication
Pierre, argile et verre
• Carburants principaux et de substitution Chaudières industrielles, fours
• Systèmes déshydrateurs de gaz
Plastiques, produits
biopharmaceutiques, conserves
• Systèmes d’absorption des gaz
Chauffage et refroidissement de H2O
Dans une unité de production de gaz naturel,
le débit de chaque puits est mesuré individuellement.
Le compteur de transfert principal est positionné en
aval de l’endroit où les débits des lignes individuelles
se combinent.
Aperçu des applications
Thermatel: étalonné avec précision d’après vos spécifications de débit de gaz.
haque gaz a des propriétés thermiques distinctes
mesure du signal de 4 à 20 mA, les unités de mesure
qui influent sur le transfert thermique par convecou les facteurs d’installation.
tion du capteur Thermatel. C’est la raison pour laquelle
Pour certains débitmètres concurrents, il est
chaque débitmètre est étanécessaire d’étalonner l’instrument
lonné dans le laboratoire
avec une longueur de câble dond’étalonnage de Magnetrol
née, toute modification ultérieure de
d’après les exigences spécicette longueur ayant une incidence
fiques de nos clients. Le
sur la précision de mesure. La longueur de câble des TA2 est indéfonctionnement de l’instrupendante de leur étalonnage. Ceci
ment est testé en faisant
permet à nos clients d’utiliser leur
varier la composition du gaz,
propre câble, ou d’en changer la
le débit, la vitesse et la temInstallation d’étalonnage traçable
longueur sur site.
pérature. Une fois installé,
par le NIST de Magnetrol
La sonde et les circuits impril’instrument est directement
més des TA2 peuvent également être changés sur site.
mis en service sans qu’il soit nécessaire de le configuDe nouveaux facteurs d’étalonnage peuvent être
rer, de l’étalonner ou de le régler sur site.
entrés dans l’instrument à l’aide du clavier du TA2
Nos clients ont un contrôle total sur la configuration
ou d’un dispositif de communication à distance
sur site du TA2. A l’aide d’une procédure simplifiée, ils
HART®. n
peuvent configurer l’instrument pour modifier la taille
C
du tuyau ou de la conduite, la plage et l’intervalle de
TA2
8
Débit d’argon
Applications: Composant de l’air dans une proportion
légèrement inférieure à 1%, l’argon (Ar) est un gaz incolore,
inodore, insipide, non corrosif, ininflammable et non
toxique. C’est le plus abondant des gaz « rares » de l’air
qui ont une tendance extrêmement faible à réagir chimiquement avec d’autres matériaux. L’argon est commercialement apprécié dans de nombreuses applications industrielles en raison de son caractère presque totalement inerte
et de son faible coût. On utilise l’argon pour produire des
produits spécialisés, protéger les produits et préserver leurs
qualités et réduire les coûts d’exploitation dans le domaine
de l’élaboration de l’acier. Il est indispensable dans les secteurs de l’élaboration des métaux, la production d’équipements électroniques et la fabrication des verres et plastiques isolants.
Applications avec circuits d’argon:
•
•
•
•
•
Dégazage
Transfert thermique
Ampoules électriques
Isolation thermique
Lasers argon
• Soudage à l’arc par
procédés Tig et Mig
• Gaz de remplissage
• Traitement par gaz plasma
• Spectrométrie
• Cryoablation
Le débit dans les conduits et cheminées de grandes dimensions, comme dans cette chaudière de centrale électrique, peut
être mesuré en utilisant plusieurs TA2 standard pour obtenir une
moyenne du débit. Cette approche est plus économique et permet
un entretien plus facile que les systèmes à réseaux multipoint spécifiques.
Aluminium, titane, acier inoxydable
Electronique, semiconducteurs
Eclairage fluorescent, à incandescence
Fabrication de vitres isolantes
Séquençage de l’ADN, électronique,
imprimerie
Fabrication, construction métallique
Fabrication du silicium et du germanium
Plastiques, peinture et revêtement
Anodisation, placage, revêtement par
pulvérisation
Technologie médicale
Débit d’hydrogène
Applications: L’hydrogène (H2), le plus léger des gaz, est
incolore, inodore, insipide, ininflammable et non toxique (à la
pression atmosphérique). Parmi les éléments courants, c’est
celui qui peut libérer la plus grande quantité d’énergie de
combustion par unité de poids. Les principales applications
industrielles de l’hydrogène sont le traitement chimique, la
production des métaux, le raffinage du pétrole, l’électronique, l’énergie, l’industrie pharmaceutique et l’industrie alimentaire. Avec la mise au point d’une technologie de pile à
combustible fiable, de nouvelles opportunités d’applications
verront sans aucun doute le jour dans le secteur automobile.
Il est important de prendre en considération le caractère
volatil de l’hydrogène et son plus grand effet de refroidissement sur le capteur par rapport aux autres gaz.
Des sondes rétractables (RPA) permettent le montage de l’instrument dans des applications qui doivent fonctionner en continu.
Des modèles de RPA adaptés à des pressions nominales pouvant
aller jusqu’à 50 bar sont disponibles.
Applications avec circuits d’hydrogène:
• Traitement, soudage, recuit
• Hydrodésulfuration
• Craquage catalytique
• Fabrication de vitamines
Acier, acier inoxydable, cuivre
Raffineries de pétrole
Raffineries de pétrole
Industries pharmaceutiques,
compléments alimentaires
Fabrication du verre
Produits alimentaires et laitiers
Circuits intégrés
Production d’énergie
• Anti-oxydant
• Hydrogénation des acides gras
• Gaz porteur
• Fluide de refroidissement
d'alternateurs
Aéronautique, automobile
• Carburant pour fusées,
piles à combustible
• Fabrication de NH3, CH3OH, H2O2 Produits chimiques, polymères, solvants
L’hydrogène a de nombreuses applications industrielles.
Utilisant un catalyseur et de grandes quantités d’hydrogène,
l’hydroraffinage (ci-dessus) élimine 90% du soufre, de l’oxygène,
de l’azote et des métaux des composants de base dans les raffineries d’essence.
9
Débit d’oxygène
Applications: L’oxygène (O2) représente le deuxième gaz
industriel en termes de volume. Etant donné qu’il forme
des composés avec la plupart des éléments chimiques,
on le trouve le plus souvent lié à d’autres éléments dans
les silicates, les oxydes et les composés aqueux.
L’oxygène est fortement oxydant et réagit vigoureusement
avec les matériaux combustibles en générant de la chaleur dans le processus de réaction. L’ozone (O3) est une
forme allotropique de l’oxygène qui est plus réactive.
L’oxygène trouve de nombreuses applications dans le
domaine de l’élaboration de l’acier et du raffinage des
métaux, l’industrie chimique et pharmaceutique, la pétrochimie, la fabrication du verre et de la céramique, la fabrication du papier et de la pâte à papier ainsi que dans le
traitement des effluents urbains et industriels.
Applications avec circuits d’oxygène:
• Combustion dans les fours
• Transformation des métaux
• Fours de fusion du verre
• Matières premières pour l’oxydation
• Gazéification du charbon
• Régénération des catalyseurs
• Fours oxygène-carburant
• Agent de blanchiment de
la pâte à papier
• Traitement biologique
• Equipements d’oxygénation de l’eau
Aciérie, industries des matières
dangereuses
Fabrication de cuivre, plomb, zinc
Fabrication du verre
Industrie chimique
Production de composants
de base chimiques
Raffineries de pétrole
Fabrication du verre, papier et pâte à papier
Papier et pâte à papier
Traitement des eaux usées urbaines
Aquaculture, traitement de l’eau
Les aciéries représentent le plus gros utilisateur
industriel d’oxygène gazeux. L’air enrichi en oxygène
augmente les températures de combustion dans les
fours Martin et les hauts-fourneaux.
Aperçu des applications
Les avantages du modèle en ligne:
agnetrol propose un capteur en ligne pour les débitmètres massiques TA2. Les raisons justifiant l’utilisation d'une configuration en ligne pour les mesures de débit
massique sont les suivantes:
n La configuration en ligne permet de mesurer de plus
faibles débits dans des tuyaux de plus petit diamètre.
Il est possible de détecter des débits aussi faibles que
1,7 Nm3/h dans des tuyaux d’un diamètre aussi faible que
12,7 mm.
n Etant donné que la plupart des débitmètres sont du
type « en ligne », ils représentent une approche plus traditionnelle de la mesure de débit. Il est également possible
d’utiliser des débitmètres en ligne pour remplacer d’autres
débitmètres de mêmes dimensions.
n Le type « en ligne » permet d'utiliser en option des
dispositifs de tranquillisation permettant d’obtenir un profil
d’écoulement prévisible et d’éliminer les tourbillons au
niveau du capteur. Ceci est particulièrement important
lorsque le débitmètre se trouve en aval d’une longueur
droite insuffisante de tuyau. n
M
TA2 inséré en ligne
10
Débit de dioxyde de carbone
Applications: Le dioxyde de carbone (CO2) est un gaz
inodore, incolore, non combustible et légèrement toxique
avec un goût acide âcre. Il est présent dans notre air dans
une proportion de 0,036% environ. Le dioxyde de carbone
est apprécié dans l’industrie pour sa réactivité, son caractère
inerte et son aptitude à générer du froid. De grandes quantités de CO2 gazeux sont produites et consommées pour la
production des engrais, des résines plastiques et du caoutchouc. Les autres utilisations importantes sont la carbonatation des boissons, la transformation des produits alimentaires
et pharmaceutiques, l’amélioration de la production des puits
de pétrole, et en tant que matière première, la production de
nombreux produits chimiques, le traitement des eaux alcalines et la fabrication de CO2.
Applications avec circuits de dioxyde de carbone:
• Protection en soudage MIG/MAG
Industries des métaux
• Durcissement des moules
Industries des métaux
Mesure du débit de gaz naturel alimentant un four. L’utilisation
d’une sonde à insérer permet d’installer le TA2 dans des conduites
de diverses tailles et avec une souplesse de montage considérable
tout en garantissant une mesure de débit massique économique.
de fonderie
• Production de glace carbonique
Fabrication, construction
• Production d’urée, de méthanol
Industrie chimique
• Amorçage des puits de pétrole
Industrie pétrolière
• Ebavurage
Caoutchouc et plastiques
• Glace carbonique et réfrigérant
Aliments et boissons
au CO2
• Carbonatation des boissons
Sodas, bière, vin mousseux
• Agent d’isolement
Industrie alimentaire, pharmaceutique
• Procédé de fertilisation
Produits chimiques pour l’agriculture
Gaz d'échappement et gaz résiduaires:
Applications: Gaz d’échappement dans une large plage de
compositions des émissions, des plus bénignes (écologiquement parlant) aux plus toxiques. Les gaz dégagés sont les
vapeurs émises par les systèmes d’extraction et de traitement qui sont évacués directement dans l’atmosphère, capturés ou détruits. Les gaz d’hydrocarbures issus d’opérations industrielles sont souvent brûlés en torchère au moyen
d’un procédé d’oxydation à haute température qui brûle les
composants combustibles des déchets. Le gaz naturel, le
propane, l’éthylène, le propylène, le butadiène et le butane
représentent plus de 95% des gaz résiduaires brûlés en torchère. Il est nécessaire de prendre en considération les
modifications de composition du gaz, la soudaineté des
changements de débit, les faibles pressions et une gamme
étendue de vitesses.
Les raffineries et usines chimiques modernes brûlent fréquemment les gaz considérés comme déchets dans une torchère. Etant
donné que le débit et la composition du gaz varient, il est possible
d’utiliser le TA2 pour obtenir une indication du débit relatif.
Applications des gaz d’échappement et gaz résiduaires
• Conduites de mise à l’air libre Toutes industries
Pétrochimie, production chimique
• CO2 issu des effluents
• Dégagement de SO2
Métaux, produits chimiques,
produits pharmaceutiques
Plate-formes pétrolières, raffineries,
• Tuyaux de torchère,
collecteurs
produits chimiques
• Gaz de combustion
Production d’énergie
• Energie à partir d'effluents Décharge, usine de traitement des déchets
gazeux
• Mélange d'effluents
Incinérateurs, toutes industries
• Récupération des gaz
Electricité, vapeur, production d’eau chaude
de torchère
Papier et pâte à papier
• Elimination des gaz NC
En raison des lois et restrictions relatives à l’environnement, les
opérateurs des plate-formes d’extraction de pétrole et de gaz doivent surveiller et consigner les quantités de gaz brûlés en torchère. Grâce à sa composition homogène, sa sensibilité aux faibles
débits et ses larges plages de mesure, le TA2 est un débitmètre
idéal pour cette application.
11
Gaz de décharge, de digesteur et biogaz
Applications: Ces gaz sont habituellement composés de
65% de méthane (CH4) et de 35% de dioxyde de carbone
(CO2). Le gaz de décharge (LFG) est issu de la dégradation de déchets biodégradables. Les gaz de digesteur proviennent de la décomposition anaérobie des matières
organiques lors du traitement des eaux usées urbaines. Le
biogaz est créé à partir de la production du bétail, des
effluents agricoles et industriels et du traitement des eaux
usées. Les stratégies de gestion de ces gaz que sont le
brûlage en torchère et la mise à l’air libre ouvrent la voie
aux technologies de récupération d’énergie, lesquelles
sont associées à nombre d’avantages économiques
comme la génération de chaleur, d’électricité, de carburant
ou de produits de base auxquels s’ajoute la réduction des
émissions de carbone qui résulteraient du brûlage en torchère.
Applications des gaz de décharge, de digesteur et de biogaz:
• Gaz de fermentation anaérobie
• Gaz méthane pour le chauffage,
l’énergie
• Recirculation des gaz de digesteur
• Conversion de la biomasse en biogaz
• Surveillance, récupération des
gaz de décharge
• Traitement des gaz d’égout
• Digesteur à déplacement
• Mise à l’air libre et brûlage des
gaz en torchère
• Biocarburant et carburant
pour moteurs
Traitement des eaux usées urbaines
Chaudières, centrales de cogénération
Traitement des eaux usées
Conversion du bois en gaz
Décharges municipales
Systèmes de traitement municipaux
Conversion du fumier en biogaz
Décharges et industrie générale
Fabricants d'alternateurs et de moteurs
Le biogaz, mélange de méthane et de dioxyde de carbone,
provient de la décomposition de matières organiques et peut être
récupéré en tant que combustible. En raison de sa sensibilité aux
faibles débits et de la faible chute de pression induite, le TA2
constitue un excellent débitmètre pour la mesure des biogaz.
Aperçu des applications
Compensation de température de la mesure du débit massique
es transmetteurs de débit massique mesurent le
transfert thermique et en déduisent le débit massique en fonction des données d’étalonnage. Les propriétés du gaz qui réalisent un transfert thermique par
convection sont toutefois affectées par les variations de
température.
A l’issue de phases d’essai et d’analyses extensives
sur l’effet des variations de débit à différentes températures, Magnetrol a mis au point une méthode révolutionnaire pour fournir une compensation de température sur
L
50°C
100°C
150°C
200°C
toute la plage de fonctionnement de l’instrument.
Les débitmètres Thermatel mesurent la température
puis appliquent une correction à la mesure de débit en
fonction de la température de fonctionnement.
Les graphiques ci-dessous représentent des données issues du TA2 avec et sans compensation de température. Ces graphiques montrent l’efficacité de la
compensation de température de Magnetrol appliquée à
la mesure de débits massiques en fonction de variations
des propriétés du gaz. n
50°C
100°C
150°C
200°C
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Bulletin: FR 54-210.0 • Entrée en vigueur: juin 2006
REMARQUE: Les recommandations effectuées dans ce guide s’appuient sur une expérience
sur site avec des applications semblables et sont fournies à titre de guide général pour la
sélection d’un contrôle de débit. Etant donné, toutefois, que les applications diffèrent, les
clients devront déterminer l’adéquation des solutions proposées à leur propres besoins.