際際滷

際際滷Share a Scribd company logo
1
Vlaamse Ingenieurskamer
23 Oktober 2012
Ultrasone Flowmeters
Wat bespreken we ?
2
 Een stukje geschiedenis
 Meetprincipe  ultrasoon vs doppler
 Het flowprofiel - het Reynoldsgetal en laminaire of
turbulente stromingen
 Vloeistofmeting & gasmeting & stoommeting
 Clamp-on / inline toestellen
 Installatievoorwaarden
 Selectie & sizing
 Voor-en nadelen
 Calibratie
 Applicaties
3
History on In-line Process Ultrasonic Flowmeters for Liquids
1980:
 First Ultrasonic Flowmeter  (UL50)
 2 Beam design
 Accuracy: 賊 1.5%
 Temperature: -40尊C to 140尊C
1990:
 UFM500
 2 Beam
 Accuracy: 賊 1%
 Temperature: -40尊C to 180尊C
2003:
 UFM3030
 DN 25 - 3000 (1-120)
 3 Beam design
 Accuracy: 賊 0.5%
 Temperature: -40尊C to 220尊C
> 30.000 instruments sold
Very first meter still in operation!
-80
-40
0
40
80
120
160
200
240
1970 1980 1990 2000 2010 2020
Time [year]
Temperature[尊C]
賊 1.5% 賊 1.0% 賊 0.5%
4
High/low Temperatures Liquids
1990:
 UFM500 HT
 Introduction Wave guide
 Accuracy: 賊 1.0%
 Temperature: -200尊C to 600尊C
 DN 25 - 3000 (1-120)
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015
Time [year]
Temperature[尊C]
賊1.0%
5
High precision Measurement Liquids
1995:
 ALTOSONIC V
 Introduction of worlds first fiscal
ultrasonic flowmeter
 5 Beam design
 DN 100- 1000 (4 to 40)
 Accuracy: 賊 0.2%
 Temperature: - 40尊C to 140尊C
 Viscosity independent: 0.1 cSt to 150 cSt
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015
Time [year]
Temperature[尊C]
賊 0.2%賊 0.2%
6
History on In-line Ultrasonic Flowmeters Overall
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015
Time [year]
Temperature[尊C]
賊1.0%
賊 0.2%賊 1.0%
賊 0.5%
賊 0.2%賊 1.5%
Gas CT
Gas & Steam
Liquid Process
Liquid CTLiquid HT
Liquid Process
730/07/14
Ultrasoon Frequenties
UFM 3030
ALTOSONIC V
UFM vloeistoffen
Frequenties Ultrasone Flowmeters
18 kHz
25 kHz
50 kHz
100 kHz
175 kHz
1 or 2 MHz
GFM 700
UFM gassen
Mens
Hond
Vlinder
Walvis
Vleermuis
Geen procesruis
meer aanwezig
830/07/14
Geluidsnelheid
Gassen
Chloor 210 m/s
Lucht 330 m/s
Methaan 430 m/s
Helium 965 m/s
Waterstof 1.280 m/s
Vloeistoffen
Methanol 1.100 m/s
Kerosine 1.298 m/s
Water 1.480 m/s
Natronloog 2.600 m/s
Vaste Stoffen
Glas 5.600 m/s
Staal 5.900 m/s
Beryllium 12.900 m/s
Geluidsnelheid =
Voortplantingssnelheid van een
geluidsgolf in een medium .
v [m/s] @ 200
C
Bij een zekere temperatuur heeft
elk medium zijn specifieke
geluidsnelheid
930/07/14
Ultrasone pulsen worden uitgezonden
en ontvangen langs een diagonaal
verlopend meetpad.
Een ultrasone puls die stroomafwaarts
beweegt heeft een kortere
oversteektijd dan een ultrasone puls
die dezelfde weg stroomopwaarts
aflegt.
Het verschil van beide oversteektijden
(looptijden) is rechtevenredig met de
over het meetpad gemiddelde
stromingssnelheid.
Basis van de Ultrasone
Looptijdverschilmeting
Meetprincipe
10
Een ultrasone Transducent
Algemeen:
 Een transducent kan ultrasone
geluidspulsen produceren,
maar ook ontvangen
 Het pi谷zokristal in de
transducent kan geluidspulsen
(drukgolven) omzetten in
elektrische spanning en vice
versa
Pi谷zo kristal
Venster
1130/07/14
TA B = L
C + V  cos 留
Berekening van Flowsnelheid
Looptijd (T) = Afstand
Totale Snelheid
Stroomafwaarts van A naar B
Stroomopwaarts van B naar A
TBA = L
C - V  cos 留
Gemiddelde Flowsnelheid (V)
V = L  TBA - TAB
2cos 留 TBA  TAB
D = Leidingdiameter
L = Akoestische weglengte
Vm = Flowsnelheid van het medium
Cm = Geluidsnelheid van het medium
V  cos 留
V
留
L
D
C
Transducent A
Transducent B
1230/07/14
Volumetrische Flowmeting
Flow = A (oppervlak) x V (flowsnelheid)
=  D3
TB  A - T A  B
4 sin (2 留) X TB  A  T A  B

Meter Factor (= GK = Calibratie constante)
wordt bepaald middels een calibratie
De meting is onafhankelijk
van:
 Temperatuur
 Viscositeit
 Dichtheid
 Geluidssnelheid
13
Looptijdmeting simpel?
Een voorbeeld:
Buis diameter 100 mm
Medium Water
Flowsnelheid 1 m/s
Geluidsnelheid 1.480 m/s
Looptijd stroomafwaarts TA B 95.4949 袖s
Looptijd stroomopwaarts TB A 95.5862 袖s
Looptijdverschil T 91,3 nano sec. (= 10 -9
)
0,5% resolutie 500 pico sec. (= 10-12
)
Dus, de looptijdmeting moet erg nauwkeurig zijn!!
14
Gemiddelde flowsnelheid over de buisdwarsdoorsnede
VL = Gemiddelde snelheid
over het akoestische
pad L
VL
Wat wordt gemeten? Wat moet gemeten worden?
Vavg
Vavg = Gemiddelde snelheid
over de gehele
dwarsdoorsnede
1530/07/14
Reynolds getal
Turbulente flow
- Afgeplatte vorm
- Re > 賊 2.300
Laminaire flow
- Parabolische vorm
- Re < 賊 2.300
Transitie gebied
- bij ongunstige proces condities
hoge viscositeiten en lage snelheden
- 1500 / 1000 < Re < 4000
- Onvoorspelbare meetnauwkeurigheid
侶
 D
Re

=
Vorm van volledig ontwikkeld
stromingsprofiel
Laminaire flow
Turbulente flow
Reynolds getal:
16
Reynolds getal
Re
Re < 2300
Laminair flow profiel
Re > 4000
Turbulent flow profiel
T
R
A
N
S
I
E
N
T
Re = v x D x 
侶
17
Reynolds Getal - Voorbeeld Water
Water
 Altijd turbulent
Re > 賊 2.300
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
1.600.000
1 m/s 3 m/s 5 m/s
Flow velocity (m/s)
Reynoldsnumber(Re)
2"
6"
12"
18
0
2.500
5.000
7.500
10.000
12.500
15.000
17.500
20.000
22.500
25.000
27.500
30.000
1 m/s 3 m/s 5 m/s
Flow velocity (m/s)
Reynoldsnumber(Re)
2"
6"
12"
Reynolds Getal - Voorbeeld Olie
Olie
 Viscositeit: 50 cSt
 Laminair en Turbulent
kan beide voorkomen
Viscositeit  Re 
Diameter  Re 
Flow  Re
19
Laminar
VAVG = Vm * 0,66
VAVG
Vm
Turbulent
VAVG = Vm * 1,00
VAVG
Vm
Enkelstraals ultrasone flowmeter
Enelstraals door het midden
van de buis
 Flowprofiel afhankelijk
 Fout van Laminair tot
Turbulent 33%
 Typische onnauwkeurigheid
1 to 2% Re > 10.000
20
VAVG = K1*Vm1 +K2*Vm2 + K3*Vm3
Vm
VAVG
VAVG
Vm
3-Straals flowmeter
3 Stralen...
 Meer gegevens over Flowprofiel
 Robuster m.b.t. niet symmetrische
stromingsprofielden
 Goede Reproduceerbaarheid
 Nauwkeuriger over het gehele
Reynoldsbereik
 Typische onnauwkeurigheid
0,5% 0< Re < inf.
Snelheden ge誰ntegreerd om flow
te berekenen
2130/07/14
Inline UFM Flowmeters
Enkelstraals
 Reynolds afhankelijk
 Gevoelig voor niet-symmetrische stromingsprofielen
 Lineariteit: 賊1 to 2% (tot 33% in transitie gebied)
3-straals
 Reynolds afhankelijkheid< 0,5%
 Correctie voor niet symmetrische flow profielen
 Redundant meetpad
 Lineariteit: < 賊 0,5%
5-straals
 Reynolds onafhankelijk
 Correctie voor niet-symm. flow profielen & swirl
 Redundante meetpaden
 Lineariteit < 賊 0,15%
Effect van meerdere meetpaden
22
Beperkingen van het Looptijdverschil Meetprincipe
Effect Richtlijn
1. Deelsgevuld Geen meting Volledig gevulde buis
2. Mengsels Reflecties Homogeen, enkele fase
3. Gas bellen Reflecties Vol.%  2%
4. Deeltjes Reflecties Vol. %  5%
5. Viscositeit Demping Max = 300 cSt
applicaties tot 1500 cSt mogelijk
Reflectie van het signaal Demping van het signaal
23
Clamp-on transducent
Wig transducenten
 In contact met de buitenzijde van de buis
 Koppelingsmedium tussen buiswand en
transducent is noodzakelijk
24
Refractie hoek : f (geluidsnelheid)
Akoestisch pad : variabel
Clamp-on
Looptijdverschil principe
Inline (spool piece)
Refractie hoek: Vast = 90尊
Akoestisch pad: Lengte = bekend!
25
The position of beams, liquids
Multiple parallel paths
 Most information on flow profile
 UFM 3030
 UFM 530 HT, dual parallel
Multiple crossed paths
 Mean flow velocity is always measured through the
pipe centre
 OPTISONIC 6300 clamp-on with dual sensor
Reflex mode (V-mode)
 Mean flow velocity is measured through the pipe
centre
 OPTISONIC 6300 small, medium and large
 OPTISONIC 6400 portable small, medium
Diagonal mode (Z-mode)
 Mean flow velocity is measured through the pipe
centre
 OPTISONIC 6300 large
 OPTISONIC 6400 portable small, medium
26
Berekening van de Geluidsnelheid
D = Buisdiameter
L = Akoestische pad lengte
V = Stromingssnelheid medium
C = Geluidsnelheid medium
V  cos 留
V
留
L
D
C
Transducent A
Transducent B
Geluidsnelheid C =
2 x Pad Lengte (L)
TA  B + TB  A
 Pad Lengte (L) wordt tijdens een calibratie
in het productieproces zeer nauwkeurig
bepaald
Onnauwkeurigheid VoS meting:
 0,5 m/s met een typische VoS van
1.500 m/s
Unieke mogelijkheid met VoS:
 Product identificatie
27
1200
1250
1300
1350
1400
1450
1500
0 20 40 60
Temperature [属C]
VelocityofSound[m/s]
A
B
Gebaseerd op de
Geluidsnelheid kan er een
duidelijk onderscheid
tussen A en B gemaakt
worden
Geluidsnelheid Product identificatie
Vloeistoffen
29
Typische voordelen
Geen bewegende delen, geen
onderhoud, calibratie
Robust, betrouwbaar werkt met
elektrisch geleidende en niet
geleidende vloeistoffen
Bi-directioneel, meet flow in plus en
min richting
Geen enkele obstructie in de buis
geen extra drukverlies
Meet vanaf nul flow.
Ultrasone flow meters | process inline
transducer A
transducer B
D
Ultrasone flowmeters
ALTOSONIC III ALTOSONIC V ALTOSONIC V12
custodytransferin-line
UFM 3030 UFM 530 HT OPTISONIC 8300 FOPTISONIC 7300
liquids
OPTISONIC 6300 OPTISONIC 6400
clamp-on
gas steam
Ultrasone Flowmeters
Applicaties
clamp-on
high temperature
custody transfer fluid/gas
process gas
32
I&S; cooling water
Energy; hydropower
Energy; district heating
Utilities; demi-water
Applicaties; Water
33
I&S; cooling water
Energy; hydropower
Energy; cooling water
Utilities; demi-water
for steam
O&G; natural gas
dehydration
Water; salt water
intake
34
Hoge Druk
Water injectie in oliebronnen
Bron Water Injectie
 Water wortd ge誰njecteerd om de oliebron op druk
te houden
 Zeewater wordt behandeld alvorens het wordt
ge誰njecteerd in de oliebron
Bluewater Glas Dowr FPSO
 2 x UFM 500 K/Ex/HP
 Hoge Druk: 2500 lbs flenzen
Specifieke voordelen vanUFM:
 Hoge Druk
 Extreme Condities
 Robust en Betrouwbaar!
3530/07/14
UFM in (kern)centrales
Feedwater meting in het secundaire circuit
Meting van Water bij 260 C en 150 bar
Onzekerheid beter dan 0,25 %
3630/07/14
Ultrasone Flowmeters voor Stoomflowmeting
2* DN 20 Ultrasone Stoomflowmeter
Stoom @ 19 Bar, 340 grd C.
SHELL Pernis
37
Transport & Opslag
 Klant; Maatschap Europoort Terminal
Diameter: 40 (DN 1 000)
Applicatie verlading van ruwe aardolie
van over de gehele wereld
Belading van ruwe
aardolie
3830/07/14
 Oliemenging (blending) bij
NEREFCO (nu BP) in de
Botlek
 Verlading van
eindproducten op
klantspecificatie
Applicatie Ultrasone Flowmeters
3930/07/14
Applicatie Ultrasone Flowmeters
Transalpine olieleiding
Itali谷-Oostenrijk-Duitsland
Lekmeting; Olietransport;
Betalingsverkeer
Olieverlading in Lybi谷
Betalingsverkeer
4030/07/14
Custody Transfer Ruwe Aardolie
Op het P50 platform Brazili谷
Applicatie Ultrasone Flowmeters
41
Pijplijn Applicatie
Ultrasoon lost teer en was
probleem op
 Mero Pipeline in Tsjechi谷
 ALTOSONIC V 10, 150 lbs
 Aardolie met een hoog paraffine aandeel
 Viscositeit 4 tot 50 cSt
42
 Turbine en Strainer uitgebouwd
 Turbine blokkeert i.v.m. paraffine in de
aardolie
 Hoge kosten voor reiniging en
hercalibratie
Ultrasoon i.v.m.:
 Lage onderhoudskosten
 Geen hercalibratie
 Compacte installatie
Pijplijn Applicatie
43
Raffinage
Storage
Facility
UFM 3030
Cracker-
Distiller
Column
UFM 530 HT
Bottoms
Cracker-
Distiller
Column
Flow control Flow control
4430/07/14
Ultrasone Flowmeter in een
raffinaderij
In bedrijf 1997
Mediumtemperatuur
proces ca. 350属C,
tot 550属C
Meting van long residue
(Bitumen, Teer, Asfalt)
Betrouwbaar op hoge temperatuur
Ultrasone flowmeters meten ook
4530/07/14
Jetfuel A1
Frankfurt airport
Applicatie Ultrasone Flowmeters
4630/07/14
UFM Flowmeting in zonnecentrales
Meting van Thermische Olie en Vloeibaar
Zout bij 400 C
4730/07/14
UFM voor LNG meting
Flowmeting van vloeibaar aardgas
Temperatuur  170 C
Flowrates 15 000 m3
/h
Flowmeter diameter 20
48
Voor vloeibaar
zwavel met een
verwarmingsmantel
Speciale constructies
Grote diameter
inlasversie met
speciale
transducenten met
verwarming ter
voorkoming van
wasvorming
(Kaspische
Oliepijpleiding)
Voor meting van Jetfuel in
Afghanistan met speciale
snelkoppelingen
49
Vergelijking van Cost of Ownership
Flow meter
Technologie
Engineering Installatie
Kosten
Onderhoud Gebruik Totaal
Coriolis mass Low High Low Low Average
EMF Average Low Low Low Low
Orifice High High Average Low Average
Turbine
(incl. air separator
& straightener)
High High High High High
UFM Low Low Low Low Low
Vortex Average Low Average Low Average
50
Voordelen van Ultrasone flow measurement
Flow meter
Technology
Non
conductive
Liquids
Viscosity Corrosion
resistance
Solids,
Bubbles
Low
flow
Dynamic
range
UFM ++ ++ + +/- ++ ++
Coriolis
mass
++ + + + ++ +
EMF - ++ ++ + ++ ++
DP meter ++ - + - - -
Vortex ++ - + - -- -
PD meter ++ + - - + -
Turbine ++ - - - - -
Ontwikkelingen; Calibratie
Oil & Gas Calibratie installatie
Voor de Olie &Gas Markt
52 | welcome at KROHNE
Altometer
Let nothing stop you from going ahead !息 www.gianlucacecchini.com
Ad

Recommended

Active filter
Active filter
Bangulkhanbaloch
Acionamentos el辿tricos inversores de frequ棚ncia
Angelo Hafner
Inductor
Inductor
niket shah
Curso de dise単o de circuitos impresos con KiCad
Gaston Schelotto
Neil Kirby: VSC HVDC Transmission and Emerging Technologies in DC Grids
Neil Kirby: VSC HVDC Transmission and Emerging Technologies in DC Grids
EnergyTech2015
Eletronica de potencia
Fernando Freitas
DA - Unidade 14- INST ELETRICAS.pdf
Universidade Federal do Rio Grande - FURG
Introdu巽達o a Automa巽達o Industrial
Daniel Abelha
Megger-insulationtester
Megger-insulationtester
EUR ING Gorka Akarregi
Trabalho instrumenta巽達o (1)
Tuane Paix達o
Aps refer棚ncia e contra refer棚ncia
Lucas Alves Paix達o
Proximity sensors
Proximity sensors
SushantMall
Dimmer
clasespedrofarias
CAP ABB CHDB.pdf
CAP ABB CHDB.pdf
ssuserad794a
PMMC Instruments
PMMC Instruments
A. S. M. Badrudduza
IEEE-Alberta_Partial-Discharge.pdf
IEEE-Alberta_Partial-Discharge.pdf
NitinPandya14
Uso de analisadores em linha em plantas de petr坦leo e g叩s
Junior Ozono
Contatores e rel辿s
Antonio Carlos Pedrassi
Shockley Diode
Shockley Diode
Barira Khan
Apostilada instala巽探es el辿tricas prediais
Willyam Pinheiro Baptista
亠亰亠仆舒亳 从 仂从 _丐亳仗 亳亰仄亠仆亳于仂亳 _.pptx
亠亰亠仆舒亳 从 仂从 _丐亳仗 亳亰仄亠仆亳于仂亳 _.pptx
ssuser59bb22
differential amplifier for electronic
differential amplifier for electronic
Faiz Yun
57768 1289 07.05.2012 22.02.07_10_valvulas_controle_r2_a (1)
Tuane Paix達o
20 1 radioactivity
20 1 radioactivity
Steve Bishop
Ultrasoon_Clamp-on.pdf
Ultrasoon_Clamp-on.pdf
ie-net ingenieursvereniging vzw
Elektromagnetische_debietmeters.pdf
Elektromagnetische_debietmeters.pdf
ie-net ingenieursvereniging vzw
SGS Skybase (NL) .pdf
SGS Skybase (NL) .pdf
ie-net ingenieursvereniging vzw
VEGA-Radar vs US-26APR2022-NL.pdf
VEGA-Radar vs US-26APR2022-NL.pdf
ie-net ingenieursvereniging vzw
From process to emission
From process to emission
ie-net ingenieursvereniging vzw
Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)
Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)
ie-net ingenieursvereniging vzw

More Related Content

What's hot (16)

Megger-insulationtester
Megger-insulationtester
EUR ING Gorka Akarregi
Trabalho instrumenta巽達o (1)
Tuane Paix達o
Aps refer棚ncia e contra refer棚ncia
Lucas Alves Paix達o
Proximity sensors
Proximity sensors
SushantMall
Dimmer
clasespedrofarias
CAP ABB CHDB.pdf
CAP ABB CHDB.pdf
ssuserad794a
PMMC Instruments
PMMC Instruments
A. S. M. Badrudduza
IEEE-Alberta_Partial-Discharge.pdf
IEEE-Alberta_Partial-Discharge.pdf
NitinPandya14
Uso de analisadores em linha em plantas de petr坦leo e g叩s
Junior Ozono
Contatores e rel辿s
Antonio Carlos Pedrassi
Shockley Diode
Shockley Diode
Barira Khan
Apostilada instala巽探es el辿tricas prediais
Willyam Pinheiro Baptista
亠亰亠仆舒亳 从 仂从 _丐亳仗 亳亰仄亠仆亳于仂亳 _.pptx
亠亰亠仆舒亳 从 仂从 _丐亳仗 亳亰仄亠仆亳于仂亳 _.pptx
ssuser59bb22
differential amplifier for electronic
differential amplifier for electronic
Faiz Yun
57768 1289 07.05.2012 22.02.07_10_valvulas_controle_r2_a (1)
Tuane Paix達o
20 1 radioactivity
20 1 radioactivity
Steve Bishop
Trabalho instrumenta巽達o (1)
Tuane Paix達o
Aps refer棚ncia e contra refer棚ncia
Lucas Alves Paix達o
Proximity sensors
Proximity sensors
SushantMall
CAP ABB CHDB.pdf
CAP ABB CHDB.pdf
ssuserad794a
IEEE-Alberta_Partial-Discharge.pdf
IEEE-Alberta_Partial-Discharge.pdf
NitinPandya14
Uso de analisadores em linha em plantas de petr坦leo e g叩s
Junior Ozono
Contatores e rel辿s
Antonio Carlos Pedrassi
Shockley Diode
Shockley Diode
Barira Khan
Apostilada instala巽探es el辿tricas prediais
Willyam Pinheiro Baptista
亠亰亠仆舒亳 从 仂从 _丐亳仗 亳亰仄亠仆亳于仂亳 _.pptx
亠亰亠仆舒亳 从 仂从 _丐亳仗 亳亰仄亠仆亳于仂亳 _.pptx
ssuser59bb22
differential amplifier for electronic
differential amplifier for electronic
Faiz Yun
57768 1289 07.05.2012 22.02.07_10_valvulas_controle_r2_a (1)
Tuane Paix達o
20 1 radioactivity
20 1 radioactivity
Steve Bishop

More from ie-net ingenieursvereniging vzw (20)

Ultrasoon_Clamp-on.pdf
Ultrasoon_Clamp-on.pdf
ie-net ingenieursvereniging vzw
Elektromagnetische_debietmeters.pdf
Elektromagnetische_debietmeters.pdf
ie-net ingenieursvereniging vzw
SGS Skybase (NL) .pdf
SGS Skybase (NL) .pdf
ie-net ingenieursvereniging vzw
VEGA-Radar vs US-26APR2022-NL.pdf
VEGA-Radar vs US-26APR2022-NL.pdf
ie-net ingenieursvereniging vzw
From process to emission
From process to emission
ie-net ingenieursvereniging vzw
Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)
Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)
ie-net ingenieursvereniging vzw
Connecting fieldbus power and knowledge
Connecting fieldbus power and knowledge
ie-net ingenieursvereniging vzw
Frequentieregelaars
Frequentieregelaars
ie-net ingenieursvereniging vzw
Breekplaten beademingsmachines vlamdover (NED.)
Breekplaten beademingsmachines vlamdover (NED.)
ie-net ingenieursvereniging vzw
Veiligheden rond de tank
Veiligheden rond de tank
ie-net ingenieursvereniging vzw
Veiligheden rond de tank
Veiligheden rond de tank
ie-net ingenieursvereniging vzw
Hima cyber security
Hima cyber security
ie-net ingenieursvereniging vzw
Vik g.haekens-atex risico evaluatie
Vik g.haekens-atex risico evaluatie
ie-net ingenieursvereniging vzw
Hoe maak ik de omgeving van mijn opslagtank veilig efficient
Hoe maak ik de omgeving van mijn opslagtank veilig efficient
ie-net ingenieursvereniging vzw
Checklist tankcontrole 2018 bacd
Checklist tankcontrole 2018 bacd
ie-net ingenieursvereniging vzw
Controle en ingebruikname van uw opslagtank
Controle en ingebruikname van uw opslagtank
ie-net ingenieursvereniging vzw
Certainly not explosive (Eng)
Certainly not explosive (Eng)
ie-net ingenieursvereniging vzw
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (Nl.)
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (Nl.)
ie-net ingenieursvereniging vzw
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (1.3 Mb) (Nl.)
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (1.3 Mb) (Nl.)
ie-net ingenieursvereniging vzw
Tuev sued-drives-and-controls-2014-presentation
Tuev sued-drives-and-controls-2014-presentation
ie-net ingenieursvereniging vzw
Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)
Contactloos volume flow meting op transportbanden (ENG.)
ie-net ingenieursvereniging vzw
Hoe maak ik de omgeving van mijn opslagtank veilig efficient
Hoe maak ik de omgeving van mijn opslagtank veilig efficient
ie-net ingenieursvereniging vzw
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (Nl.)
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (Nl.)
ie-net ingenieursvereniging vzw
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (1.3 Mb) (Nl.)
Elektrische installaties in ruimtes met stofexplosiegevaar (1.3 Mb) (Nl.)
ie-net ingenieursvereniging vzw
Ad

Ultrasone flowmeters (Krohne)

  • 1. 1 Vlaamse Ingenieurskamer 23 Oktober 2012 Ultrasone Flowmeters
  • 2. Wat bespreken we ? 2 Een stukje geschiedenis Meetprincipe ultrasoon vs doppler Het flowprofiel - het Reynoldsgetal en laminaire of turbulente stromingen Vloeistofmeting & gasmeting & stoommeting Clamp-on / inline toestellen Installatievoorwaarden Selectie & sizing Voor-en nadelen Calibratie Applicaties
  • 3. 3 History on In-line Process Ultrasonic Flowmeters for Liquids 1980: First Ultrasonic Flowmeter (UL50) 2 Beam design Accuracy: 賊 1.5% Temperature: -40尊C to 140尊C 1990: UFM500 2 Beam Accuracy: 賊 1% Temperature: -40尊C to 180尊C 2003: UFM3030 DN 25 - 3000 (1-120) 3 Beam design Accuracy: 賊 0.5% Temperature: -40尊C to 220尊C > 30.000 instruments sold Very first meter still in operation! -80 -40 0 40 80 120 160 200 240 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Time [year] Temperature[尊C] 賊 1.5% 賊 1.0% 賊 0.5%
  • 4. 4 High/low Temperatures Liquids 1990: UFM500 HT Introduction Wave guide Accuracy: 賊 1.0% Temperature: -200尊C to 600尊C DN 25 - 3000 (1-120) -200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Time [year] Temperature[尊C] 賊1.0%
  • 5. 5 High precision Measurement Liquids 1995: ALTOSONIC V Introduction of worlds first fiscal ultrasonic flowmeter 5 Beam design DN 100- 1000 (4 to 40) Accuracy: 賊 0.2% Temperature: - 40尊C to 140尊C Viscosity independent: 0.1 cSt to 150 cSt -200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Time [year] Temperature[尊C] 賊 0.2%賊 0.2%
  • 6. 6 History on In-line Ultrasonic Flowmeters Overall -200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Time [year] Temperature[尊C] 賊1.0% 賊 0.2%賊 1.0% 賊 0.5% 賊 0.2%賊 1.5% Gas CT Gas & Steam Liquid Process Liquid CTLiquid HT Liquid Process
  • 7. 730/07/14 Ultrasoon Frequenties UFM 3030 ALTOSONIC V UFM vloeistoffen Frequenties Ultrasone Flowmeters 18 kHz 25 kHz 50 kHz 100 kHz 175 kHz 1 or 2 MHz GFM 700 UFM gassen Mens Hond Vlinder Walvis Vleermuis Geen procesruis meer aanwezig
  • 8. 830/07/14 Geluidsnelheid Gassen Chloor 210 m/s Lucht 330 m/s Methaan 430 m/s Helium 965 m/s Waterstof 1.280 m/s Vloeistoffen Methanol 1.100 m/s Kerosine 1.298 m/s Water 1.480 m/s Natronloog 2.600 m/s Vaste Stoffen Glas 5.600 m/s Staal 5.900 m/s Beryllium 12.900 m/s Geluidsnelheid = Voortplantingssnelheid van een geluidsgolf in een medium . v [m/s] @ 200 C Bij een zekere temperatuur heeft elk medium zijn specifieke geluidsnelheid
  • 9. 930/07/14 Ultrasone pulsen worden uitgezonden en ontvangen langs een diagonaal verlopend meetpad. Een ultrasone puls die stroomafwaarts beweegt heeft een kortere oversteektijd dan een ultrasone puls die dezelfde weg stroomopwaarts aflegt. Het verschil van beide oversteektijden (looptijden) is rechtevenredig met de over het meetpad gemiddelde stromingssnelheid. Basis van de Ultrasone Looptijdverschilmeting Meetprincipe
  • 10. 10 Een ultrasone Transducent Algemeen: Een transducent kan ultrasone geluidspulsen produceren, maar ook ontvangen Het pi谷zokristal in de transducent kan geluidspulsen (drukgolven) omzetten in elektrische spanning en vice versa Pi谷zo kristal Venster
  • 11. 1130/07/14 TA B = L C + V cos 留 Berekening van Flowsnelheid Looptijd (T) = Afstand Totale Snelheid Stroomafwaarts van A naar B Stroomopwaarts van B naar A TBA = L C - V cos 留 Gemiddelde Flowsnelheid (V) V = L TBA - TAB 2cos 留 TBA TAB D = Leidingdiameter L = Akoestische weglengte Vm = Flowsnelheid van het medium Cm = Geluidsnelheid van het medium V cos 留 V 留 L D C Transducent A Transducent B
  • 12. 1230/07/14 Volumetrische Flowmeting Flow = A (oppervlak) x V (flowsnelheid) = D3 TB A - T A B 4 sin (2 留) X TB A T A B Meter Factor (= GK = Calibratie constante) wordt bepaald middels een calibratie De meting is onafhankelijk van: Temperatuur Viscositeit Dichtheid Geluidssnelheid
  • 13. 13 Looptijdmeting simpel? Een voorbeeld: Buis diameter 100 mm Medium Water Flowsnelheid 1 m/s Geluidsnelheid 1.480 m/s Looptijd stroomafwaarts TA B 95.4949 袖s Looptijd stroomopwaarts TB A 95.5862 袖s Looptijdverschil T 91,3 nano sec. (= 10 -9 ) 0,5% resolutie 500 pico sec. (= 10-12 ) Dus, de looptijdmeting moet erg nauwkeurig zijn!!
  • 14. 14 Gemiddelde flowsnelheid over de buisdwarsdoorsnede VL = Gemiddelde snelheid over het akoestische pad L VL Wat wordt gemeten? Wat moet gemeten worden? Vavg Vavg = Gemiddelde snelheid over de gehele dwarsdoorsnede
  • 15. 1530/07/14 Reynolds getal Turbulente flow - Afgeplatte vorm - Re > 賊 2.300 Laminaire flow - Parabolische vorm - Re < 賊 2.300 Transitie gebied - bij ongunstige proces condities hoge viscositeiten en lage snelheden - 1500 / 1000 < Re < 4000 - Onvoorspelbare meetnauwkeurigheid 侶 D Re = Vorm van volledig ontwikkeld stromingsprofiel Laminaire flow Turbulente flow Reynolds getal:
  • 16. 16 Reynolds getal Re Re < 2300 Laminair flow profiel Re > 4000 Turbulent flow profiel T R A N S I E N T Re = v x D x 侶
  • 17. 17 Reynolds Getal - Voorbeeld Water Water Altijd turbulent Re > 賊 2.300 0 200.000 400.000 600.000 800.000 1.000.000 1.200.000 1.400.000 1.600.000 1 m/s 3 m/s 5 m/s Flow velocity (m/s) Reynoldsnumber(Re) 2" 6" 12"
  • 18. 18 0 2.500 5.000 7.500 10.000 12.500 15.000 17.500 20.000 22.500 25.000 27.500 30.000 1 m/s 3 m/s 5 m/s Flow velocity (m/s) Reynoldsnumber(Re) 2" 6" 12" Reynolds Getal - Voorbeeld Olie Olie Viscositeit: 50 cSt Laminair en Turbulent kan beide voorkomen Viscositeit Re Diameter Re Flow Re
  • 19. 19 Laminar VAVG = Vm * 0,66 VAVG Vm Turbulent VAVG = Vm * 1,00 VAVG Vm Enkelstraals ultrasone flowmeter Enelstraals door het midden van de buis Flowprofiel afhankelijk Fout van Laminair tot Turbulent 33% Typische onnauwkeurigheid 1 to 2% Re > 10.000
  • 20. 20 VAVG = K1*Vm1 +K2*Vm2 + K3*Vm3 Vm VAVG VAVG Vm 3-Straals flowmeter 3 Stralen... Meer gegevens over Flowprofiel Robuster m.b.t. niet symmetrische stromingsprofielden Goede Reproduceerbaarheid Nauwkeuriger over het gehele Reynoldsbereik Typische onnauwkeurigheid 0,5% 0< Re < inf. Snelheden ge誰ntegreerd om flow te berekenen
  • 21. 2130/07/14 Inline UFM Flowmeters Enkelstraals Reynolds afhankelijk Gevoelig voor niet-symmetrische stromingsprofielen Lineariteit: 賊1 to 2% (tot 33% in transitie gebied) 3-straals Reynolds afhankelijkheid< 0,5% Correctie voor niet symmetrische flow profielen Redundant meetpad Lineariteit: < 賊 0,5% 5-straals Reynolds onafhankelijk Correctie voor niet-symm. flow profielen & swirl Redundante meetpaden Lineariteit < 賊 0,15% Effect van meerdere meetpaden
  • 22. 22 Beperkingen van het Looptijdverschil Meetprincipe Effect Richtlijn 1. Deelsgevuld Geen meting Volledig gevulde buis 2. Mengsels Reflecties Homogeen, enkele fase 3. Gas bellen Reflecties Vol.% 2% 4. Deeltjes Reflecties Vol. % 5% 5. Viscositeit Demping Max = 300 cSt applicaties tot 1500 cSt mogelijk Reflectie van het signaal Demping van het signaal
  • 23. 23 Clamp-on transducent Wig transducenten In contact met de buitenzijde van de buis Koppelingsmedium tussen buiswand en transducent is noodzakelijk
  • 24. 24 Refractie hoek : f (geluidsnelheid) Akoestisch pad : variabel Clamp-on Looptijdverschil principe Inline (spool piece) Refractie hoek: Vast = 90尊 Akoestisch pad: Lengte = bekend!
  • 25. 25 The position of beams, liquids Multiple parallel paths Most information on flow profile UFM 3030 UFM 530 HT, dual parallel Multiple crossed paths Mean flow velocity is always measured through the pipe centre OPTISONIC 6300 clamp-on with dual sensor Reflex mode (V-mode) Mean flow velocity is measured through the pipe centre OPTISONIC 6300 small, medium and large OPTISONIC 6400 portable small, medium Diagonal mode (Z-mode) Mean flow velocity is measured through the pipe centre OPTISONIC 6300 large OPTISONIC 6400 portable small, medium
  • 26. 26 Berekening van de Geluidsnelheid D = Buisdiameter L = Akoestische pad lengte V = Stromingssnelheid medium C = Geluidsnelheid medium V cos 留 V 留 L D C Transducent A Transducent B Geluidsnelheid C = 2 x Pad Lengte (L) TA B + TB A Pad Lengte (L) wordt tijdens een calibratie in het productieproces zeer nauwkeurig bepaald Onnauwkeurigheid VoS meting: 0,5 m/s met een typische VoS van 1.500 m/s Unieke mogelijkheid met VoS: Product identificatie
  • 27. 27 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 0 20 40 60 Temperature [属C] VelocityofSound[m/s] A B Gebaseerd op de Geluidsnelheid kan er een duidelijk onderscheid tussen A en B gemaakt worden Geluidsnelheid Product identificatie Vloeistoffen
  • 28. 29 Typische voordelen Geen bewegende delen, geen onderhoud, calibratie Robust, betrouwbaar werkt met elektrisch geleidende en niet geleidende vloeistoffen Bi-directioneel, meet flow in plus en min richting Geen enkele obstructie in de buis geen extra drukverlies Meet vanaf nul flow. Ultrasone flow meters | process inline transducer A transducer B D
  • 29. Ultrasone flowmeters ALTOSONIC III ALTOSONIC V ALTOSONIC V12 custodytransferin-line UFM 3030 UFM 530 HT OPTISONIC 8300 FOPTISONIC 7300 liquids OPTISONIC 6300 OPTISONIC 6400 clamp-on gas steam
  • 31. 32 I&S; cooling water Energy; hydropower Energy; district heating Utilities; demi-water Applicaties; Water
  • 32. 33 I&S; cooling water Energy; hydropower Energy; cooling water Utilities; demi-water for steam O&G; natural gas dehydration Water; salt water intake
  • 33. 34 Hoge Druk Water injectie in oliebronnen Bron Water Injectie Water wortd ge誰njecteerd om de oliebron op druk te houden Zeewater wordt behandeld alvorens het wordt ge誰njecteerd in de oliebron Bluewater Glas Dowr FPSO 2 x UFM 500 K/Ex/HP Hoge Druk: 2500 lbs flenzen Specifieke voordelen vanUFM: Hoge Druk Extreme Condities Robust en Betrouwbaar!
  • 34. 3530/07/14 UFM in (kern)centrales Feedwater meting in het secundaire circuit Meting van Water bij 260 C en 150 bar Onzekerheid beter dan 0,25 %
  • 35. 3630/07/14 Ultrasone Flowmeters voor Stoomflowmeting 2* DN 20 Ultrasone Stoomflowmeter Stoom @ 19 Bar, 340 grd C. SHELL Pernis
  • 36. 37 Transport & Opslag Klant; Maatschap Europoort Terminal Diameter: 40 (DN 1 000) Applicatie verlading van ruwe aardolie van over de gehele wereld Belading van ruwe aardolie
  • 37. 3830/07/14 Oliemenging (blending) bij NEREFCO (nu BP) in de Botlek Verlading van eindproducten op klantspecificatie Applicatie Ultrasone Flowmeters
  • 38. 3930/07/14 Applicatie Ultrasone Flowmeters Transalpine olieleiding Itali谷-Oostenrijk-Duitsland Lekmeting; Olietransport; Betalingsverkeer Olieverlading in Lybi谷 Betalingsverkeer
  • 39. 4030/07/14 Custody Transfer Ruwe Aardolie Op het P50 platform Brazili谷 Applicatie Ultrasone Flowmeters
  • 40. 41 Pijplijn Applicatie Ultrasoon lost teer en was probleem op Mero Pipeline in Tsjechi谷 ALTOSONIC V 10, 150 lbs Aardolie met een hoog paraffine aandeel Viscositeit 4 tot 50 cSt
  • 41. 42 Turbine en Strainer uitgebouwd Turbine blokkeert i.v.m. paraffine in de aardolie Hoge kosten voor reiniging en hercalibratie Ultrasoon i.v.m.: Lage onderhoudskosten Geen hercalibratie Compacte installatie Pijplijn Applicatie
  • 42. 43 Raffinage Storage Facility UFM 3030 Cracker- Distiller Column UFM 530 HT Bottoms Cracker- Distiller Column Flow control Flow control
  • 43. 4430/07/14 Ultrasone Flowmeter in een raffinaderij In bedrijf 1997 Mediumtemperatuur proces ca. 350属C, tot 550属C Meting van long residue (Bitumen, Teer, Asfalt) Betrouwbaar op hoge temperatuur Ultrasone flowmeters meten ook
  • 45. 4630/07/14 UFM Flowmeting in zonnecentrales Meting van Thermische Olie en Vloeibaar Zout bij 400 C
  • 46. 4730/07/14 UFM voor LNG meting Flowmeting van vloeibaar aardgas Temperatuur 170 C Flowrates 15 000 m3 /h Flowmeter diameter 20
  • 47. 48 Voor vloeibaar zwavel met een verwarmingsmantel Speciale constructies Grote diameter inlasversie met speciale transducenten met verwarming ter voorkoming van wasvorming (Kaspische Oliepijpleiding) Voor meting van Jetfuel in Afghanistan met speciale snelkoppelingen
  • 48. 49 Vergelijking van Cost of Ownership Flow meter Technologie Engineering Installatie Kosten Onderhoud Gebruik Totaal Coriolis mass Low High Low Low Average EMF Average Low Low Low Low Orifice High High Average Low Average Turbine (incl. air separator & straightener) High High High High High UFM Low Low Low Low Low Vortex Average Low Average Low Average
  • 49. 50 Voordelen van Ultrasone flow measurement Flow meter Technology Non conductive Liquids Viscosity Corrosion resistance Solids, Bubbles Low flow Dynamic range UFM ++ ++ + +/- ++ ++ Coriolis mass ++ + + + ++ + EMF - ++ ++ + ++ ++ DP meter ++ - + - - - Vortex ++ - + - -- - PD meter ++ + - - + - Turbine ++ - - - - -
  • 50. Ontwikkelingen; Calibratie Oil & Gas Calibratie installatie Voor de Olie &Gas Markt
  • 51. 52 | welcome at KROHNE Altometer Let nothing stop you from going ahead !息 www.gianlucacecchini.com

Editor's Notes

  • #2: The new OPTIFLUX EMF range is the next example of the strong innovation of KROHNE, in a long history since 1962.
  • #29: Werkingsprincipe. Van belang is: Padlengte en padhoek zijn geometrische eigenschappen en bepalen de nauwkeurigheid Zo ook natuurlijk Diameter maar deze komt niet in de gas snelheid voo Door op en neerwaarts te meten kunnen we Vos eruit halen. Meting is dus onafhankelijk van gas samenstelling druk en temperatuur.
  • #31: Naming OPTI stands for: process meters ALTO: custody transfer meters / KROHNE Altometer SONIC stands for: sound UFM stands for: Ultrasonic Flow Meter KROHNE Altometer takes care of the production process for ultrasonic flowmeters = both non custody transfer meters and custody transfer meters. The knowledge and experience about custody transfer meters is with KROHNE Oil &amp; Gas in Breda, the Netherlands For more detail information set about custody transfer please refer to KROHNE Oil &amp; Gas. (It is important to know for what reason the customer would like to buy a flowmeter before you recommend custody transfer or non custody transfer. Whether a flowmeter can be used as a custody transfer depends on several issues, e.g. roughness of the inner pipe, frequency of the ultrasonic beams/chords, fluid or gas in de pipe.
  • #38: Customer: Maatschap Europoort Terminal (MET) joint venture of Total and Ruhr Oil. most important task of the MET terminal is to ensure efficient supplying of refineries in Belgium and Germany, which are inaccessible to supertankers. Crude oil is delivered to the Rotterdam Europoort from all over the world. Two of the UFM 500s are installed at the jetties of the terminal more than 10 years of experience with KROHNE ultrasonic flowmeters 1993 MET decided to standardise on KROHNE UFM 500, which is now the only type of flowmeter in use at the terminal. There is no prover on site. Total of 10 UFM 500s &amp; 1 UFM 3030 are applied with diameter sizes from 12 up to 40.
  • #42: At tank terminal in Kralupy, turbine meters were used to measure high grade crude oil, flowing through pipelines. In order to handle lower grade crude oils, the customer revamped the production unit. Unfortunately, the turbines in the new production unit could not cope with these crudes because they contain higher grades of paraffin and subsequently the meters were clogged. This meant more regular cleaning and re-calibration of the flowmeters, using expensive piston provers and regular cleaning of the filters. So the customer decided to start looking for an alternative.
  • #43: Solution One option considered was a triple bank of twin mass meters, but it was rejected because of the size of the installation. MERO decided to choose for a proven solution: ALTOSONIC V because of the many benefits the multibeam ultrasonic flowmeter has for this type of application: No internal (moving) parts, no pressure drop No filters necessary No periodic re-calibrations High accuracy &amp; repeatability Maintenance free, low cost of ownership In addition, the customer, already had 10 years of trouble-free experience with KROHNE&amp;apos;s 2-beam UFM 500 flowmeters.