Caudalímetro pequeño para sistemas de dosificación de DEF

Fondo

Un fabricante de equipos de dosificación de DEF (fluido de escape diésel) en Ontario, Canadá, contactó a Silver Automation Instruments para adquirir un pequeño medidor de flujo. para controlar la tasa de dosificación en un sistema SCR (reducción catalítica selectiva). Su ingeniero tenía preparada una hoja de especificaciones detallada, lo que agilizó el proceso de selección.

El DEF, también conocido como AUS32, es una solución acuosa de urea al 32,5% que se utiliza para reducir las emisiones de NOx en el postratamiento de gases de escape diésel. No es agresivo como un ácido, pero sí corrosivo para varios metales comunes. Este hecho, más que el caudal en sí, es el factor determinante en la elección de los materiales para un caudalímetro de DEF.

Requisitos del cliente

La consulta venía acompañada de una lista completa de requisitos, que reproducimos a continuación sin los datos de contacto del cliente.

¿Por qué un medidor de flujo de bajo caudal con engranajes ovalados?

Caudalímetro de engranajes ovalados pequeños para dosificación de DEF

Con caudales de 2,0 L/min o inferiores, la mayoría de las tecnologías de medición de caudal dejan de funcionar correctamente. Los medidores electromagnéticos requieren una velocidad mínima y un fluido conductor; el DEF es suficientemente conductor, pero un medidor magnético DN15 a 2 L/min prácticamente no proporciona señal. Los medidores de vórtice requieren turbulencia, algo que un caudal tan pequeño no genera. Los medidores Coriolis sí la generan, pero su precio aumenta considerablemente para una aplicación tan ligera, y una medición completa del caudal másico suele ser más compleja de lo que requiere un sistema de dosificación.

Un medidor de desplazamiento positivo (engranaje ovalado) está diseñado precisamente para este rango. El medidor de líquidos de bajo caudal de la serie LC-M mide hasta 0,5 ml/min con una tolerancia de más o menos 0,5 % de la escala completa, por lo que un punto de funcionamiento de 2,0 l/min se sitúa cómodamente dentro de su rango de trabajo, en lugar de en el límite superior del mismo.

Selección de modelo: LC-M9-SS

Dos modelos de la línea LC-M podrían cubrir técnicamente 2,0 L/min. El LC-M6 alcanza un máximo de 100 L/h, lo que equivale a 1,67 L/min, demasiado cerca del máximo especificado por el cliente como para dejar margen de seguridad. El LC-M9 cubre de 6 a 600 L/h, o aproximadamente de 0,1 a 10 L/min, lo que sitúa los 2,0 L/min dentro del rango, en lugar de cerca del límite superior.

Recomendamos el LC-M9-SS, la versión totalmente de acero inoxidable, en lugar del LC-M9-AL con cuerpo de aluminio. El problema es el siguiente: el DEF ataca las aleaciones de aluminio, zinc y cobre con el tiempo, formando depósitos y, finalmente, corroyendo el metal. Un cuerpo y un juego de engranajes de acero inoxidable evitan por completo este problema, por lo que desaconsejamos al cliente las opciones de aluminio y engranajes PPS y le recomendamos optar por piezas en contacto con el fluido fabricadas íntegramente en acero inoxidable 316L.

Cuando el producto estándar no coincide con la solicitud

Una buena venta técnica implica señalar lo que no encaja, no solo lo que sí. Tres puntos requerían una respuesta directa en lugar de una solución alternativa.

• Conexión de proceso: el LC-M9 viene con una rosca BSPP de 1/4", no NPT de 1/4". Si el cliente necesita una conexión NPT, deberá usar un adaptador de BSPP a NPT o una conexión mecanizada a medida. Le pedimos que confirme qué opción se ajusta mejor al diseño de su módulo antes de realizar el pedido.
• Material de sellado: El EPDM no figura en la ficha técnica estándar de LC-M. Para incluir el compuesto de sellado en un presupuesto, nuestro equipo de ingeniería debe confirmarlo directamente, teniendo en cuenta la concentración exacta de DEF y la temperatura de funcionamiento.
• Componentes internos de PVDF, PEEK o cerámica: las opciones estándar de componentes internos en contacto con el fluido para la línea LC-M son acero inoxidable 316L o PPS. Ni el PVDF, ni el PEEK, ni los rotores cerámicos vienen de serie en este modelo. Para esta aplicación, los engranajes de 316L ya manejan bien el DEF, por lo que esto no impidió la venta, pero le dejamos claro al cliente que no nos limitábamos a cambiar la etiqueta de su hoja de especificaciones.

Tampoco contamos con la certificación CE para la serie LC-M. La compatibilidad con DEF se basa en la práctica habitual del sector de utilizar acero inoxidable 316L y PPS en servicio AUS32, y no en un certificado oficial. Los clientes que utilicen sistemas de postratamiento certificados deben confirmar esta compatibilidad con sus propios requisitos de cualificación.

Configuración recomendada

Según los requisitos, la configuración que se muestra a continuación cubre la aplicación. El código del modelo sigue el diseño estándar de Silver Instruments: serie y carcasa, material del engranaje, clase de presión, clase de temperatura, código a prueba de explosiones y opciones.

Notas de aplicación para la dosificación de DEF

Los circuitos de dosificación de DEF suelen ser de bajo caudal y requieren alta precisión, ya que una dosificación insuficiente de urea provoca un tratamiento inadecuado de los NOx, mientras que una dosificación excesiva genera residuos de fluido y puede dejar depósitos aguas abajo. La salida de pulsos de un medidor de engranajes ovalados se conecta directamente a un PLC o controlador de dosificación como una señal totalizada o de caudal, razón por la cual la combinación Modbus RTU y 4-20 mA funcionó para esta aplicación. Esta combinación se observa con frecuencia en sistemas de postratamiento de emisiones en Norteamérica y Europa, no solo para DEF, sino también para la dosificación de agua amoniacal en sistemas SCR industriales.

Un aspecto práctico a tener en cuenta para quienes diseñen un sistema similar: el DEF se cristaliza por debajo de los -11 °C y se degrada por encima de los 30 °C tras una exposición prolongada. El rango de temperatura de funcionamiento del LC-M9, de -40 a -80 °C, cubre ambos extremos sin problemas, pero aun así conviene considerar la instalación de un sistema de calefacción por resistencia o una carcasa aislada si la unidad permanece a la intemperie durante el invierno canadiense.

Preguntas frecuentes