शून्य बिंदु का द्रव-प्रवाह मापक पर प्रभाव

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इस पोस्ट को अंतिम बार वांग तियानज़े द्वारा 2016-11-16 को 12:05 बजे संपादित किया गया। HK-CMF कोरिओलिस द्रव-द्रव्यमान प्रवाह मापक का उपयोग तरल हाइड्रोकार्बनों के द्रव्यमान-प्रवाह को मापने हेतु वर्तमान में सर्वमान्य विधि है। यह विधि, माध्यम के तापमान, दबाव आदि मापदंडों में होने वाले परिवर्तनों के प्रभाव को कम करती है; जिससे तरल हाइड्रोकार्बनों के द्रव्यमान को मापने की सटीकता एक नए स्तर तक पहुँच जाती है। 　　हालाँकि, दैनिक उपयोग में, स्थापना स्थल, कार्य वातावरण, विनिर्माण प्रक्रिया आदि जैसे कारकों के कारण “शून्य ड्रिफ्ट” एवं “वायु-धारण” जैसी समस्याएँ HK-CMF कोरियोलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरणों के मापन संबंधी प्रदर्शन एवं परिणामों की सटीकता को प्रभावित करती हैं। इसमें मौजूद हवा को ऑयल-गैस सेपरेटर या दबाव नियंत्रण वाल्वों के उपयोग से दूर किया जा सकता है; इस विषय पर यहाँ और चर्चा नहीं की जाएगी। इसके अलावा, “शून्य ड्रिफ्ट” CMF मापन परिणामों को प्रभावित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक है। इसलिए, CMF के शून्य बिंदु को बनाए रखना, HK-CMF कोरिओलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरण के मापन क्षमताओं को स्थिर एवं सटीक रखने हेतु आवश्यक है। 　　जीरो-पॉइंट रखरखाव हेतु आमतौर पर केवल “साइट पर जीरो सेट करना” ही एकमात्र तरीका होता है। चूँकि शून्य-बिंदु, HK-CMF कोरिओलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरणों की सटीकता पर (विशेष रूप से कम प्रवाह-दरों के मामले में) महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है, इसलिए शून्य-सेटिंग करते समय बहुत सावधानी बरतनी आवश्यक है। जब यह सुनिश्चित हो जाए कि वास्तव में शून्य-विचलन हो रहा है, तभी ही नियमों के अनुसार ही शून्य-सेटिंग की जानी चाहिए। इस लेख में, CMF मापन की सटीकता पर शून्य-बिंदु के प्रभाव, शून्य-सेटिंग की विधियों, एवं रोजमर्रा की देखभाल संबंधी जानकारी दी गई है। 　　I. शून्य-बिंदु संबंधी प्रभावों का विश्लेषण
नीचे, 2013 में हमारी कंपनी में घटित एक मामले का उदाहरण दिया गया है; इसके माध्यम से वास्तविक अनुप्रयोगों में शून्य-बिंदु के कारण मापन प्रक्रिया पर पड़ने वाले महत्वपूर्ण प्रभावों को समझाया गया है, एवं शून्य-बिंदु समायोजन के महत्व को भी रेखांकित किया गया है। 　　1. मामले का संक्षिप्त विवरण: नवंबर 2012 में, हमारी कंपनी का 16 लाख टन क्षमता वाला नया कोकिंग संयंत्र बनकर तैयार हुआ। इस संयंत्र में तरल पदार्थों का उत्पादन दर 65% है। हालाँकि, इस उपकरण के संचालन शुरू होने के कुछ महीनों बाद तक तरल पदार्थों का उत्पादन केवल 63% ही रहा, जो डिज़ाइन मानकों के अनुरूप नहीं था। आंकड़े तालिका 1 में दिए गए हैं। http://106.37.166.86:8009/zgjl/inset/15/151007201.JPG
तालिका 1: नए कोकिंग संयंत्र में जून से अगस्त तक का सामग्री-संतुलन विवरण।
इस संयंत्र में कच्चा माल “डंप ऑयल” है; जबकि तरल उत्पादों में डीजल, पेट्रोल, वैक्स ऑयल एवं थोड़ी मात्रा में तरलीकृत गैस शामिल है। इन 5 तरल पदार्थों के प्रवाह को मापन हेतु उपयोग किए गए फ्लोमीटर, HK-CMF कोरिओलिस द्रव-प्रवाह मापक हैं; इनका मापन-क्षमता संयंत्र की आवश्यकताओं के अनुरूप है। वर्कशॉप में तरल पदार्थों के संग्रहण संबंधी समस्याओं का कारण जानने हेतु, फ्लो मीटरों के रखरखाव करने वाले कर्मचारियों एवं तकनीशियनों ने विभिन्न तरीकों से जाँच की। इसके अलावा, वैक्स ऑयल फ्लो मीटर की जाँच भी की गई, एवं उसका परिणाम भी संतोषजनक रहा। साथ ही, अन्य फ्लो मीटरों के जीरो पॉइंटों की भी जाँच की गई। हैंड वाल्वों को बंद/खोलने के बाद भी सभी फ्लो मीटरों का मान शून्य ही रहा; इससे जीरो पॉइंट के कारण फ्लो मीटरों में त्रुटि होने की संभावना समाप्त हो गई। (लेकिन वास्तव में समस्या तो यहीं ही थी।) इसके बाद, एमर्सन के विशेषज्ञ इंजीनियरों को स्थल पर बुलाकर सभी फ्लो मीटरों की जाँच करवाई गई। जाँच में पता चला कि CMFHC2G मॉडल वाले फ्लो मीटरों में, प्रोसेसर का “स्टैटिक जीरो पॉइंट” Kzero, मूल रूप से -0.01188947 μs था; लेकिन वर्तमान में यह मान -1.059366 μs है। अर्थात्, Kzero अब मूल जीरो पॉइंट नहीं रहा, बल्कि इसमें काफी बदलाव हो गया है। 　　2. मामला-विश्लेषण: चूँकि शून्य-बिंदु की असटीकता, HK-CMF कोरिओलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरण की सटीकता पर बड़ा प्रभाव डालती है; इस मामले में शून्य-बिंदु में काफी बदलाव हुआ। तापमान के प्रभाव को नजरअंदाज करके, संबंधित सूत्रों के आधार पर गणना करने पर, वर्तमान में इस मापक उपकरण का गतिशील शून्य-बिंदु 10.7 (टन/घंटा) होना चाहिए। वर्तमान में CMF द्वारा मापा गया द्रव-प्रवाह 156 टन/घंटा है; इसलिए इस शून्य-बिंदु के कारण होने वाली त्रुटि 10.7/156 = 6.86% है। शून्य बिंदु को पुनः स्थापित करने के बाद, HK-CMF कोरियोलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरण के मापन मान सामान्य हो गए। इस उपकरण द्वारा प्राप्त द्रव-प्रवाह की मात्रा 68% रही, जो डिज़ाइन मानदंडों के अनुरूप है। 　　तो, ऐसी बड़ी मात्रा में जीरो-ड्रिफ्ट होने के कारण क्या हैं? सबसे पहले, इतनी बड़ी जीरो-ड्रिफ्ट होने के कारणों का विश्लेषण करें:
(1) HK-CMF कोरियोलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरण की स्थापना से पहले ही जाँच की गई थी, एवं जाँच के परिणाम संतोषजनक रहे। ऐसी स्थिति में जीरो-ड्रिफ्ट होने की संभावना ही नहीं है। 　　(2) स्थिर शून्य-बिंदु में हस्तचालित रूप से परिवर्तन करने हेतु पेशेवर हैंडलर या नोटबुक सॉफ्टवेयर की आवश्यकता होती है। ऐसे सॉफ्टवेयर केवल पेशेवर मापन-रखरखाव कर्मचारियों के पास ही होते हैं, और वे भी ऐसे परिवर्तन नहीं कर सकते। 　　(3) फ्लो मीटर स्थापित करने के बाद, मापन-रखरखाव कर्मचारियों द्वारा की गई जाँच में पता चला कि मीटर द्वारा दर्शाया गया प्रवाह-मान शून्य नहीं है। शून्यकरण की शर्तें पूरी न होने के बावजूद भी उन्होंने जानबूझकर शून्यकरण की कोशिश की, जिसके कारण “शून्य-विचलन” हो गया। 　　चूँकि उस समय की सटीक स्थिति पता नहीं है, इसलिए विश्लेषण के बाद लेखक का मानना है कि तीसरी संभावना सबसे अधिक है। 　　फिर, बाद के चरणों में HK-CMF कोरियोलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरण की जाँच के दौरान ऐसा बड़ा “शून्य-विचलन” क्यों नहीं पाया गया? लेखक के अनुसार, ऐसी स्थिति इसलिए हुई, क्योंकि छोटे प्रवाह-मानों के लिए निर्धारित सीमामान ठीक से निर्धारित नहीं किए गए थे। दरअसल, उस समय HK-CMF कोरियोलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरण की सीमामान 10.7 टन/घंटा से अधिक थी; लेकिन शून्य-विचलन के कारण, जब प्रवाह-मान इस सीमामान से कम हो जाता था, तो उपकरण फिर से शून्य पर आ जाता था। जब रखरखाव करने वाले कर्मचारी शून्य-बिंदु रखरखाव करते हैं, तो आमतौर पर वे पहले पिछले हैंडवाल्व को बंद करते हैं, फिर आगे के हैंडवाल्व को बंद करते हैं। इसके बाद वे यह जाँचते हैं कि मीटर पर दर्शाया गया प्रवाह-मात्रा मान शून्य है या नहीं। यदि मीटर पर दर्शाया गया मान शून्य हो जाता है, तो माना जाता है कि मीटर में कोई समस्या नहीं है; भले ही वास्तव में मीटर पर 10.7 टन/घंटा की दर से प्रवाह हो रहा हो। इसी कारण, बाद की CMF जाँचों में भी “जीरो ड्रिफ्ट” संबंधी कोई समस्या नहीं पाई गई। 　　वास्तव में, यह स्थिति वर्तमान में देश में HK-CMF कोरिओलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरणों के उपयोग एवं रखरखाव में आमतौर पर देखने को मिलती है। “जीरो-कट” सेटिंग के कारण HK-CMF कोरियोलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरण, असामान्य कार्य-स्थितियों में भी अनुचित मात्रा में द्रव-प्रवाह को मापने से बच जाता है। लेकिन, यदि थ्रेशोल्ड मान बहुत अधिक हो जाए, तो दैनिक उपयोग में “जीरो-पॉइंट” में होने वाले परिवर्तनों का पता लेना संभव नहीं रह जाता। चीन में CMF उपकरणों के उपयोग में इस मुद्दे पर अभी तक पर्याप्त ध्यान नहीं दिया गया है। 　　द्वितीय, HK-CMF कोरिओलिस गुणवत्ता-प्रवाह मापक उपकरणों के शून्य-बिंदु के रखरखाव हेतु दैनिक विधियाँ
1. उचित सीमा-मानों का निर्धारण
उचित सीमा-मान निर्धारित करने से, असामान्य मापन प्रक्रियाओं के कारण होने वाले छोटे-छोटे उतार-चढ़ावों को प्रभावी ढंग से दूर किया जा सकता है। इससे दैनिक रखरखाव कार्यों में भी बहुत सुविधा होती है, एवं पिछले उदाहरणों में देखी गई समस्याओं से बचा जा सकता है। लेखक के विचार में, HK-CMF कोरियोलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरण द्वारा मापे गए पदार्थ के सामान्य प्रवाह-मान के CMF सटीकता-मान के आधे के बराबर मान को ही थ्रेशोल्ड के रूप में निर्धारित करना उचित होगा। उदाहरण के लिए, पिछले उदाहरण में एमर्सन के CMF की सटीकता 0.5% थी, एवं इसकी सामान्य प्रवाह दर 160 टन/घंटा थी। अतः थ्रेशोल्ड को 160 × 0.5% ÷ 2 = 0.4 टन/घंटा के रूप में निर्धारित किया जा सकता है। इस प्रकार, भले ही शून्य-विचलन हो जाए, तो भी उस मान से ऊपर रहने पर ही रखरखाव करने वाले कर्मचारी इसे समय रहते पहचान सकते हैं। उस मान से नीचे रहने पर, निर्माता द्वारा दी गई CMF त्रुटि गणना सूत्र के अनुसार, मान ±0.10%±〔(शून्य-बिंदु/प्रवाह-मान)×100〕% = ±0.10%±〔(0.4/160)×100〕% = ±0.35% होता है; अतः शून्य-विचलन होने के बावजूद भी मान अभी भी अनुमेय सीमा के भीतर ही रहता है। गैर-निरंतर मापन विधि के लिए भी, इसी तरह से थ्रेशोल्ड निर्धारित किया जा सकता है; इसके बाद, मैनुअल रीडिंग विधि के द्वारा मापन के बाहर आने वाले समय में हुए जल-प्रवाह को फिल्टर किया जा सकता है। 　　2. समय पर जीरो-पॉइंट की जाँच – उपयोग में आने वाले HK-CMF कोरिओलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरणों में नियमित रूप से जीरो-पॉइंट की जाँच की जानी चाहिए; ताकि जीरो-ड्रिफ्ट जैसी समस्याओं का समय रहते पता लिया जा सके एवं उनका सुधार किया जा सके। 　　3. सावधानीपूर्वक जीरो सेटिंग – यदि जीरो पॉइंट पर जाँच करने पर पता चले कि HK-CMF कोरिओलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरण में मान शून्य नहीं है, तो सबसे पहले उपकरण की कार्यप्रणाली का विश्लेषण करना आवश्यक है। ऐसा करने हेतु यह जाँचना आवश्यक है कि HK-CMF कोरिओलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरण में प्रवाहित होने वाला पदार्थ वास्तव में ठहरा हुआ है या नहीं; क्या प्रवाह-मार्ग पूरी तरह भरा हुआ है (इसका अनुमान HK-CMF उपकरण द्वारा दर्शाए गए घनत्व मान से लगाया जा सकता है); प्रक्रिया-संबंधी परिस्थितियों में कोई बड़ा परिवर्तन तो नहीं हुआ है; आगे/पीछे के वाल्व ठीक से बंद हैं या नहीं; आसपास के वातावरण में कोई बड़ा चुंबकीय क्षेत्र या कंपन तो नहीं है, आदि। उपरोक्त कारकों को ध्यान में न लेने पर ही, यह निर्धारित किया जा सकता है कि HK-CMF कोरिओलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरण का शून्य-बिंदु वास्तव में बदल गया है या नहीं; इसके बाद ही HK-CMF कोरिओलिस द्रव-प्रवाह मापक उपकरण को स्थल पर ही शून्य-सेट किया जा सकता है। 　　4. मानक शून्यीकरण प्रक्रिया
(1) सुनिश्चित करें कि HK-CMF कोरियोलिस द्रव-प्रवाह मापक उचित कार्य-वातावरण में है, एवं मापन ट्यूब में मापने योग्य पदार्थ ही मौजूद है। 　　(2) यदि बाईपास वाल्व मौजूद है, तो पहले उसे खोल दें। 　　(3) नीचे स्थित वाल्वों को बंद कर दें (अर्थात् पिछले वाल्वों को बंद कर दें), ताकि मापन ट्यूब से होकर जाने वाला तरल पदार्थ का प्रवाह रुक जाए। सुनिश्चित करें कि सभी जगह अच्छी तरह से सील हो रहा हो। 　　(4) यदि ऊपरी ओर कोई वॉल्व हो (अर्थात् प्री-वॉल्व), तो उस ऊपरी वॉल्व को अवश्य बंद करना होगा। 　　(5) निर्माता द्वारा निर्धारित प्रक्रिया के अनुसार ही जीरो सेटिंग की जानी चाहिए। 　　(6) शून्य बिंदु में होने वाले परिवर्तनों को दर्ज करें। यदि परिवर्तन बहुत अधिक है, तो यह विचार करना आवश्यक है कि क्या उस CMF की पुनः जाँच/कैलिब्रेशन आवश्यक है।