Veelgestelde vragen - Bemonstering en systemen
Een representatieve bemonstering is essentieel voor betrouwbare procesanalyse, productkwaliteit en een veilige bedrijfsvoering. Hieronder beantwoorden we veelgestelde vragen over de monsterkoelers, monstercilinders en op maat gemaakte bemonsterings- en monstervoorbehandelingssystemen die door Ingenieursbureau Gommer worden geleverd.
Een monsterkoeler is een compacte warmtewisselaar die wordt gebruikt om de temperatuur van een heet procesmonster te verlagen voordat het een analysator, een monsterstation of een laboratoriumcontainer bereikt. Typische toepassingen zijn onder meer stoom, ketelwater, condensaat en hete procesvloeistoffen. Koeling beschermt operators en instrumenten, helpt verdamping te voorkomen en brengt het monster op een gecontroleerde temperatuur die geschikt is voor betrouwbare metingen. Bekijk de monsterkoelers op de website van Gommer.
Het procesmonster stroomt doorgaans door een spiraalvormige buis, terwijl koelwater rond de spiraal in een buitenmantel stroomt. De twee stromen worden meestal in tegenstroom opgesteld om de warmteoverdracht te maximaliseren. Het monster en het koelwater blijven fysiek gescheiden.
Ja. Stoombemonstering is een van de belangrijkste toepassingen van hogedruk-monsterkoelers. De koeler moet zowel de latente warmte afvoeren die nodig is om de stoom te condenseren, als de voelbare warmte die nodig is om het condensaat tot de vereiste uitlaattemperatuur af te koelen.
Een hogedruk-monsterkoeler is ontworpen voor procesmonsters bij drukken die aanzienlijk hoger liggen dan de normale druk van leidingwater. Deze ontwerpen worden vaak gebruikt in stoom-watercycli voor energieopwekking, ketelsystemen en veeleisende procestoepassingen. Gespecialiseerde fabrikanten zoals Dr. Thiedig bieden koelers aan voor deze omstandigheden. Bekijk de monsterkoelers op de website van Gommer.
Voor een juiste dimensionering zijn de volgende gegevens nodig: het monstermedium, de inlaatdruk en -temperatuur, het monsterdebiet, de gewenste uitlaattemperatuur, de inlaattemperatuur van het koelwater, de koelwaterdruk en het beschikbare koelwaterdebiet. Vervolgens wordt aan de hand van een warmtebalans het benodigde koelvermogen bepaald.
Er is geen algemeen geldende koelwaterstroom. De benodigde hoeveelheid hangt af van de warmtebelasting van het monster en de toegestane stijging van de koelwatertemperatuur. Ingenieursbureau Gommer kan de benodigde koelwaterhoeveelheid voor een specifieke toepassing berekenen.
De haalbare uitlaattemperatuur hangt af van het koeloppervlak, de monsterdoorstroom, de koelwaterdoorstroom en het beschikbare temperatuurverschil. Een tegenstromingskoeler met de juiste afmetingen kan de inlaattemperatuur van het koelwater vrijwel evenaren, maar er moet altijd rekening worden gehouden met een passende temperatuurbenadering.
Een hogere inlaattemperatuur van het koelwater vermindert het beschikbare temperatuurverschil en daarmee het koelvermogen. Bij kritische toepassingen moet bij de dimensionering worden uitgegaan van de hoogst haalbare inlaattemperatuur van het koelwater in plaats van het jaargemiddelde.
Roestvrij staal van het type 316 en 316L wordt op grote schaal gebruikt. Afhankelijk van het proces en de fabrikant kunnen alternatieven bestaan uit Monel, Hastelloy, Inconel, Duplex, Super Duplex en bepaalde nikkellegeringen. Incoloy kan ook in overweging worden genomen voor specifieke toepassingen bij hoge temperaturen of in corrosieve omgevingen, voor zover dit beschikbaar is.
Controleer de koelwaterzijde regelmatig op kalkaanslag, afzettingen en vervuiling. Controleer ook de aansluitingen, de temperatuur aan de monsterafvoer en de procesbatterij op lekkage. Een koelwaterfilter en een geschikte waterbehandeling kunnen vervuiling aanzienlijk verminderen.
Een monstercilinder is een drukbestendige houder die wordt gebruikt voor het verzamelen, vervoeren en opslaan van een representatief gas- of vloeistofmonster, waarbij de vereiste monstercondities worden gehandhaafd. Typische toepassingen zijn onder meer aardgas, LPG, NGL, raffinaderijproducten, speciale gassen, waterstof en proceschemicaliën. Bekijk de monstercilinders op de website van Gommer.
Bemonsteringscilinders zijn verkrijgbaar in volumes variërend van kleine analytische hoeveelheden tot enkele liters. Gangbare industriële inhoudsmaten zijn onder meer ongeveer 75, 150, 300, 500, 1.000 en 2.250 ml; afhankelijk van de fabrikant en het ontwerp zijn ook andere maten verkrijgbaar.
De werkdruk van de cilinder moet hoger zijn dan de maximale druk waaraan deze tijdens het vullen, het transport en het gebruik kan worden blootgesteld. Er zijn veel universele cilinders verkrijgbaar in de klasse rond 1.800 psi / 124 bar, terwijl er voor aanzienlijk hogere drukken specifieke uitvoeringen beschikbaar zijn.
Een cilinder met één aansluiting heeft één procesaansluiting. Een cilinder met twee aansluitingen heeft aan beide uiteinden een aansluiting, waardoor de procesvloeistof tijdens het spoelen door de cilinder kan stromen. Door middel van doorspoelen kunnen restgassen en verontreinigingen aanzienlijk worden verminderd.
Een cilinder met zwevende zuiger bevat een beweegbare zuiger die het procesmonster scheidt van een verdringingsgas. De druk aan de tegenoverliggende zijde zorgt ervoor dat het monster tijdens het verzamelen en verwerken onder druk blijft, waardoor het risico op faseverandering wordt verminderd.
Typische toepassingen zijn onder meer LPG, NGL, vluchtige koolwaterstoffen, ruwe-oliemonsters en andere vloeistoffen onder druk waarbij een faseverandering de samenstelling zou kunnen beïnvloeden.
Een ontluchtingsbuis beperkt de hoeveelheid vloeistof die in een cilinder kan stromen, waardoor er een vaste ruimte voor damp of uitzetting overblijft, zodat thermische uitzetting er niet toe leidt dat de cilinder hydraulisch volloopt en er overdruk ontstaat.
In veelvoorkomende configuraties wordt gebruikgemaakt van naald- of kogelkranen. Afhankelijk van de toepassing kunnen de assemblages ook breekplaten, ontlastingsinrichtingen, snelkoppelingen, afsluitbuizen, manometers, handgrepen en beschermframes bevatten. HOKE-monstercilinders kunnen worden uitgerust met bijbehorende instrumentatiekleppen en fittingen.
Welke cilinder de juiste is, hangt af van de vereiste bemonsteringsmethode. Voor sommige procedures kan een doorstroomcilinder met twee uiteinden geschikt zijn, terwijl een cilinder met zwevend zuiger en constante druk de voorkeur kan genieten wanneer het essentieel is om één enkele vloeistoffase te behouden.
Ja, mits de complete cilinderconstructie geschikt is voor de vereiste waterstofdruk, zuiverheid en bedrijfsomstandigheden. Er moet rekening worden gehouden met materiaalcompatibiliteit, kleppen, afdichtingen, reinheid en het ontwerp van de aansluitingen.
Speciale inerte oppervlaktebehandelingen kunnen nuttig zijn bij sporen van zwavel, H₂S, vocht, VOS en speciale of zeer zuivere gassen, waarbij bestanddelen zich zouden kunnen hechten aan onbehandelde metalen oppervlakken.
De reinigingsvereisten zijn sterk afhankelijk van de toepassing en kunnen bestaan uit doorspoelen, reinigen met oplosmiddelen, drogen, vacuümtrekken, spoelen met inert gas of door de fabrikant voorgeschreven reinigingsprocessen.
Een monstervoorbehandelingssysteem bereidt een procesmonster voor, zodat het bij de analysator wordt aangevoerd met de juiste druk, temperatuur, doorstroming en toestand. Het kan functies combineren zoals isolatie, filtratie, drukvermindering, koeling, verwarming of verdamping, doorstromingsregeling en veilige ontluchting of terugvoer. Bekijk ‘Bemonstering en systemen’ op de website van Gommer.
Een bemonsteringssysteem omvat het volledige traject, van de extractie uit het proces tot de uiteindelijke verzameling of analyse. Onder ‘monstervoorbereiding’ wordt specifiek de apparatuur verstaan die wordt gebruikt om de toestand van het monster vóór de analyse aan te passen.
Met een steekproefstation kan een operator handmatig een representatief procesmonster in een fles of cilinder nemen, waarbij de druk, het debiet, het doorspoelen, het afsluiten en het drukloos maken worden geregeld.
In een gesloten systeem wordt de spoel- of bypassstroom teruggevoerd naar het proces of naar een daarvoor bestemd terugwinnings-, affakkelings- of afvoersysteem geleid, in plaats van in de open lucht te worden geloosd. Dit kan de uitstoot en de blootstelling van het bedienend personeel verminderen.
Via een snelle lus wordt de procesvloeistof in hoog tempo vanuit de hoofdprocesleiding langs het bemonsteringspunt of het analysesysteem geleid. Er stroomt slechts een kleine zijstroom het analytische conditioneringssysteem binnen, waardoor de vertraging bij het transport van het monster wordt beperkt.
Transportvertraging is de tijd die een procesverandering nodig heeft om van het afnamepunt naar de analysator te worden getransporteerd. Lange leidingen met een kleine diameter, grote inwendige volumes en lage monsterdebieten kunnen aanzienlijke vertragingen veroorzaken.
De temperatuur van het monster moet ruim boven het dauwpunt blijven van componenten die in de gasfase moeten blijven. Waar nodig kunnen verwarmde monsterleidingen, verwarmde regelaars, geregelde drukvermindering en geïsoleerde behuizingen worden gebruikt.
De druk en temperatuur moeten worden geregeld, zodat de vloeistof gedurende het gehele bemonsteringstraject boven de vereiste dampdruk blijft. Een te grote drukdaling kan ertoe leiden dat lichtere bestanddelen verdampen.
Roestvrij staal 316/316L is het gebruikelijke uitgangspunt. Afhankelijk van de eisen op het gebied van corrosiebestendigheid, zuiverheid en temperatuur kunnen alternatieven zijn: Monel, Hastelloy, Inconel, Duplex, Super Duplex, PTFE, PFA en bepaalde gespecialiseerde legeringen.
Afhankelijk van de toepassing kunnen systemen bestaan uit een combinatie van Dr. Thiedig-monsterkoelers, HOKE-kleppen en monstercilinders, Gyrolok-buiskoppelingen, GO Regulator, drukregelproducten van TESCOM en Veriflo, Headline-filtratiecomponenten en Malema-debietapparatuur.
Typische sectoren zijn onder meer energieopwekking, olie en gas, raffinage, petrochemie, chemische verwerking, waterstof, halfgeleiders, laboratoria en analysesystemen.
Afhankelijk van het project en de onderdelen kan de documentatie bestaan uit EN 10204-materiaalcertificaten, conformiteitsverklaringen, rapporten van druktests, tekeningen, P&ID’s, stuklijsten, gegevensbladen van de fabrikant en inspectie- en testdocumentatie.
Geef het procesmedium, de druk, de temperatuur, de monsterdoorstroom, de vereiste uitlaatcondities en het analytische doel op. Ingenieursbureau Gommer kan projecten ondersteunen, variërend van een enkele monstercilinder of -koeler tot een volledig op maat ontworpen bemonsteringspaneel. Zie ‘Contact’ en ‘Technische ondersteuning’ op de website van Gommer.