Comment choisir un débitmètre à glycol

Le glycol, matière première chimique essentielle, solvant et antigel, est largement utilisé dans des secteurs tels que la pétrochimie, l'automobile et le textile. La mesure précise de son débit est cruciale pour le contrôle des procédés, la comptabilité analytique, le transfert de propriété et l'assurance qualité des produits. Cet article analyse en détail les caractéristiques d'application des débitmètres Coriolis , à engrenages ovales , à section variable et à turbine à liquide (débitmètre TUF) pour la mesure du débit de glycol, offrant ainsi des pistes de choix aux ingénieurs et aux utilisateurs finaux.

Le glycol, largement utilisé, nécessite une mesure de débit

Caractéristiques physiques du milieu glycolique

La conductivité du glycol est relativement faible, avec une conductivité d'environ 1,07 × 10 ⁻⁶ S/cm, ce qui limite l'application des débitmètres électromagnétiques dans ce milieu.

Un débitmètre magnétique peut-il mesurer le débit de glycol ?

Le glycol pur n'est pas adapté aux débitmètres électromagnétiques en raison de sa faible conductivité. En revanche, les mélanges glycol + eau, notamment lorsque la proportion d'eau est importante, peuvent être mesurés par des débitmètres électromagnétiques. La mesure de ces mélanges présente de nombreux avantages : absence de capteurs mobiles, mesure bidirectionnelle et faible coût du capteur.

Un débitmètre magnétique peut mesurer la concentration d'un solvant glycol + eau.

Débitmètre à turbine (TUF) pour la mesure du débit de glycol

Analyse d'application du débitmètre à turbine à liquide

Le débitmètre à turbine liquide fonctionne selon le principe que la fréquence de rotation des pales de la turbine, sous propulsion par glycol, est proportionnelle au débit de glycol. Les débitmètres à turbine liquide constituent une solution économique pour la mesure du débit de glycol.

Un débitmètre à turbine peut-il gérer la viscosité du glycol ?

Même si la viscosité de l'éthylène glycol est relativement élevée, pouvant atteindre 16,1 cP, le débitmètre TUF peut gérer un liquide propre d'une viscosité maximale d'environ 45 cP ; le débitmètre à turbine de silverinstruments.com peut donc s'acquitter de cette tâche difficile.

Spécifications techniques du débitmètre à turbine

Plage de débit TUF pour différentes tailles de capteur et pertes de charge

La précision de mesure des débitmètres à turbine à liquide est généralement de ± 0,5 % à ± 1,0 %.

Ce type de débitmètre présente l'avantage d'une vitesse de réponse rapide et d'un rapport de plage élevé (environ 10:1), et convient aux systèmes de transport d'éthylène glycol avec de grandes variations de débit.

Débitmètre numérique de glycol : il dispose d'une sortie à impulsions 4-20 mA, d'une option de communication MODBUS RTU, HART, avec un transmetteur de débit pour afficher le débit de glycol et le débit total.

Débitmètre à turbine numérique avec affichage numérique indiquant le débit de glycol et le débit total

Dans une canalisation de transport d'éthylène glycol, l'installation de débitmètres à turbine à liquide exige une attention particulière aux spécifications des sections droites avant et arrière. Il est généralement nécessaire de garantir une longueur de section droite comprise entre 10D à l'avant et 5D à l'arrière afin d'assurer la stabilité de l'écoulement. Par ailleurs, grâce aux propriétés lubrifiantes de l'éthylène glycol, la durée de vie des paliers de la turbine est relativement longue.

Longueur suffisante des canalisations droites avant et après le débitmètre à turbine

Quel est le débitmètre à glycol le plus précis ?

Le débitmètre Coriolis est le débitmètre à glycol le plus précis.

Débitmètre à glycol de type Coriolis, de précision optimale

Le débitmètre Coriolis repose sur le principe de la force de Coriolis et détermine le débit massique en mesurant la différence de phase générée par la vibration du tube lors de l'écoulement du glycol. Pour la mesure du débit de glycol, le débitmètre Coriolis présente des avantages significatifs.

La précision de mesure de ce type de débitmètre massique est extrêmement élevée, atteignant généralement une précision de lecture de ± 0,1 % à 0,2 %, et n'est pas affectée par les variations de densité, de viscosité, de température et de pression du fluide. Pour des fluides tels que le glycol, les débitmètres Coriolis fournissent des résultats de mesure de débit massique stables et fiables. De plus, ce débitmètre peut également mesurer simultanément le débit massique total, la densité du glycol et la température, offrant ainsi une mesure multiparamètre pour le contrôle des procédés.

L'effet Coriolis permet de mesurer plusieurs paramètres.

Les débitmètres Coriolis à tube droit et à tube coudé présentent des caractéristiques distinctes pour le transport d'éthylène glycol. Le débitmètre à tube droit offre une faible perte de charge, mais est sensible aux vibrations ; le débitmètre à tube coudé, quant à lui, garantit une grande précision de mesure, mais engendre une perte de charge relativement importante. Dans les systèmes de transport d'éthylène glycol, compte tenu de la viscosité élevée du fluide, il est recommandé d'opter pour un débitmètre Coriolis à tube coudé de grand diamètre afin d'optimiser le compromis entre précision de mesure et perte de charge.

Inconvénients de l'utilisation d'un débitmètre Coriolis pour le glycol

Le coût initial est le plus élevé ; actuellement, le débitmètre Coriolis est le débitmètre le plus cher de tous les débitmètres.

Leur taille et leur poids sont relativement importants.

Sensible aux vibrations lors de l'installation de la canalisation (nécessitant un bon support), mais ne requiert pas de canalisation droite avant et après le débitmètre.

Débitmètre à engrenages ovales pour la mesure du débit de glycol

Caractéristiques techniques du débitmètre à engrenages ovales

Le débitmètre à engrenages ovales est un choix économique largement utilisé dans le contrôle des processus, le chargement par lots et d'autres applications.

Le débitmètre à engrenages ovales est un type de débitmètre volumétrique qui calcule le débit en mesurant le nombre de passages d'un volume fixe de glycol. Il appartient à la catégorie des débitmètres mécaniques. Les débitmètres à engrenages ovales et hélicoïdaux sont des types de débitmètres volumétriques couramment utilisés pour la mesure de l'éthylène glycol.

Le débitmètre à engrenages ovales calcule le glycol en mesurant le temps de rotation des engrenages.

Le débitmètre à engrenages ovales se caractérise par une structure simple et une grande précision de mesure, assurant des performances fiables et précises pour la mesure du débit de glycol. Grâce aux excellentes propriétés lubrifiantes du glycol, l'usure entre les engrenages est réduite, prolongeant ainsi la durée de vie du débitmètre. La précision de mesure de ce type de débitmètre atteint généralement ± 0,2 %, ce qui le rend adapté à la mesure de débits faibles et moyens de glycol liquide.

Le débitmètre à engrenages ovales utilise deux engrenages ovales imbriqués comme éléments de mesure, offrant une excellente reproductibilité pour la mesure de l'éthylène glycol. Grâce aux caractéristiques de viscosité de ce dernier, le débitmètre assure une étanchéité optimale et réduit les erreurs de fuite.

Il convient toutefois de noter que les débitmètres volumétriques nécessitent une grande propreté du fluide, et que les impuretés présentes dans l'éthylène glycol peuvent affecter la précision de la mesure et même provoquer le blocage et la casse du débitmètre volumétrique.

Le principal avantage d'un débitmètre à engrenages ovales réside dans sa capacité à mesurer des fluides indépendamment de leurs propriétés, et dans son excellente adaptabilité aux milieux présentant d'importantes variations de viscosité, comme l'éthylène glycol. Par ailleurs, ce type de débitmètre peut mesurer des débits extrêmement faibles, de l'ordre de 10 ml/min, avec une précision de quelques millilitres par minute, répondant ainsi aux exigences des applications à faible débit.

Exigences minimales pour les sections de tuyauterie droite lors de l'installation d'un débitmètre à engrenages ovales pour glycol

Le débitmètre à engrenages ovales peut fonctionner sans alimentation externe (compteur mécanique).

débitmètre mécanique pour la mesure du débit de glycol

débitmètre à tube métallique pour la mesure du glycol

Principe:

Un tube métallique conique, monté verticalement, contient un flotteur mobile. L'éthylène glycol circule vers le haut dans le tube, soulevant le flotteur jusqu'à ce que l'espace annulaire entre le flotteur et la paroi du tube atteigne l'équilibre. Le débit est indiqué par la hauteur du flotteur (lecture directe) ou converti en signaux électriques.

Avantages de l'utilisation d'un rotamètre à tube métallique

• Aucune alimentation électrique n'est requise pour l'indication visuelle locale.
• Gère les variations de viscosité (par exemple, la plage de viscosité du glycol de 16,5 à 57 cP).
• Faible perte de charge et contraintes d'installation minimales
• Construction robuste (entièrement métallique, résistante aux propriétés du glycol)
• Rentable pour les applications non critiques

Inconvénients :

• Précision modérée (±1–5 % de la pleine échelle), ne convient pas au transfert de garde.
• Réduction limitée du taux de retournement (généralement 10:1)
• Pièces mobiles (flotteur) susceptibles de coller au glycol contaminé
• Les options de sortie (par exemple, 4–20 mA) augmentent le coût par rapport aux modèles visuels de base.

Idéal pour :

Surveillance non critique de l'éthylène glycol dans les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation, les circuits de refroidissement industriels ou le dosage chimique, lorsqu'une précision extrême n'est pas requise. À éviter pour les applications commerciales ou les contrôles de haute précision.

Comparaison des performances de trois types de débitmètres

Du point de vue de la précision de mesure, le débitmètre Coriolis offre la meilleure précision, suivi du débitmètre à engrenages ovales. Le débitmètre à turbine à liquide présente une précision relativement inférieure. Pour la mesure du glycol, le débitmètre Coriolis garantit une précision de ± 0,1 %, insensible aux variations des propriétés physiques du fluide. Le débitmètre à engrenages ovales offre une précision d'environ ± 0,5 %, adaptée aux conditions de fonctionnement stables. Quant au débitmètre à turbine à liquide, sa précision varie de ± 0,5 % à ± 1,0 %, nécessitant une correction de la viscosité.

En termes de précision, la méthode de Coriolis est la meilleure.

Du point de vue des pertes de charge, les débitmètres à engrenages ovales présentent les pertes de charge les plus élevées, suivis des débitmètres Coriolis, tandis que les débitmètres à turbine à liquide affichent des pertes de charge relativement plus faibles. Dans un système de transport de glycol, les pertes de charge constituent un facteur important à prendre en compte.

Du point de vue des coûts de maintenance, les débitmètres à turbine à liquide présentent les coûts les plus bas, suivis des débitmètres à engrenages ovales dont les coûts de maintenance sont relativement plus élevés en raison de l'usure mécanique. Le débitmètre Coriolis, ne comportant aucune pièce mobile à l'intérieur du capteur, nécessite également moins de maintenance.

Le coût du compteur à turbine est faible, mais il comporte des pièces mobiles à l'intérieur.

Suggestions de sélection et perspectives d'application

Il est recommandé d'utiliser différents types de débitmètres selon les applications. Pour les mesures de haute précision lors des transferts de stock de glycol (transfert de propriété), il est recommandé d'utiliser des débitmètres Coriolis.

En matière de débitmètres pour transfert de propriété, l'effet Coriolis est le meilleur choix.

Pour les processus de production exigeant un contrôle rigoureux, les débitmètres à engrenages ovales constituent un choix idéal.

Le débitmètre à engrenages ovales convient au contrôle des procédés au glycol et au contrôle par lots.

Pour les applications générales de surveillance et de contrôle, les débitmètres à turbine à liquide présentent un bon rapport coût-efficacité.

Pour la surveillance et le contrôle général du glycol, un débitmètre à turbine suffit.

Avec le développement de l'industrie 4.0 et de la fabrication intelligente, la technologie de mesure du débit de glycol progresse constamment. L'utilisation de nouveaux matériaux a amélioré la résistance à la corrosion des débitmètres, et l'introduction du numérique a renforcé l'intelligence des mesures.

À l'avenir, la mesure multiparamètre, le diagnostic à distance et la maintenance prédictive deviendront les axes de développement de la technologie de mesure du débit d'éthylène glycol.

En tenant compte de la précision de mesure, du coût et de la fiabilité, le personnel technique et d'ingénierie doit sélectionner le type de débitmètre approprié en fonction des exigences spécifiques de l'application et prendre pleinement en considération les caractéristiques du fluide (éthylène glycol) lors de l'installation et de l'utilisation afin de garantir le fonctionnement stable à long terme du système de mesure.