Van buiten meten, wat van binnen stroomt Clamp-on flow meten Zonder het proces te beïnvloeden voor gassen en vloeistoffen Case: Verificatie van gasmetingen in het Midden Oosten met explosie veilige draagbare clamp-on ultrasone flowmeter
Van buiten meten, wat van binnen stroomt Zeer snel en makkelijk te monteren zonder het proces te onderbreken. Geen obstructies of drukverlies in het leidingwerk Geen bewegende delen Zeer geschikt bij agressieve/giftige media, Geen lekpunten en geen materiaalkeuze problemen Ook mogelijk met vaste stoffen in het medium Groot meetbereik / turndown ratio (0,05 40 m/s) Geschikt voor extreme druk (>2500 bar) en temperatuur waarbij geen PED van toepassing is Van kleine tot grote diameters toepasbaar Simultane concentratiemeting of productherkenning Bidirectioneel
Het effect van lage dichtheid Acoustic impedance: za = ρ c ρ = dichtheid c = geluidssnelheid Transmission/Reflexion amplitude T gas gas A A ρ ρ c c R pipe pipe Buiswandsignaal
Vergelijk van de 2 technologieën: Shear wave Geen beperking met wanddikte. Geschikt voor heel hoge druk. Lamb-wave Bepaalde verhouding diameter/wanddikte. Ook geschikt voor lagere druk. Ook geschikt voor heel hoge snelheden
How to decrease the pipe signals? Damping mats: Material with high acoustic impendance pipe signals are transmitting into the damping mats
Diagnostiek voor gas flowmeting SCNR db SNR db [ ] = 20 log [ ] = 20 log signal amplitude pipe signal amplitude signal amplitude noise amplitude Diagnostics are now logged in the internal memory! Amplitude variation[%]=stand. dev. (A)/A Flow variation[%]=stand. dev. ( t)/ t Pipe Signal amplitude Signal amplitude Signal amplitude variation Flow variation
Naar de praktijk Indien nog tijd: Meetprincipe Shearwave / lambwave
DNV KEMA - Verificatiemetingen Audits & Verificatiemetingen in het Midden Oosten Grote olie/gasproducent Verificatiemetingen Flexim Clamp-On flowmeting Check metingen Verschildruk Orifice Plate Druk Temperatuur Gaskwaliteit (dichtheid/energie) (Compressibiliteit Z / Molaire massa M) Aansluiting meetresultaten bij audit bevindingen
DNV KEMA Energy & Sustainability DNV KEMA Energy & Sustainability offers innovative solutions to customers across the energy value chain, ensuring reliable, efficient and sustainable energy supply, now and in the future. 2,300+ experts across all continents KEMA and DNV combined: a heritage of nearly 150 years Headquartered in Arnhem, the Netherlands Offices and agents in over 30 countries around the globe
Custody Transfer (Fiscal Metering)
Opdracht Midden-Oosten Doel Verifiëren correcte energiemeting Details 6 grote gasproductie meetstations 18 grote custody transfer stations Flows tot: Per straat 1.200.000 m 3(n) /u Per station 3.600.000 m 3(n) /u Belangen: 2 Miljard USD/jaar gas doorvoer (2010: productie gelijk aan Nederland)
Opzetten clamp-on meting (1) Locatie voor meting bepalen Afstanden: tot Orifice / Flow Straightener / upstream bocht / lasnaden Buis schuren/wassen Dempingsmatten plakken Signaal testen Meer dempingsmatten / herpositioneren Bijv. 40 pijp, pijpwand 33mm, 3 lagen matten
Opzetten clamp-on meting (2) Bepalen configuratie sensors Reflection / Direct mode Testmeting (5min), check op signaaluitval bij dikke wand Bij 40 pijp met 33mm wand: uitdaging, herpositioneren sensors Parameters: SCNR, Gain, SNR, Gas Velocity, Sound Speed
Verificatiemeting: Clamp-On / Transmitters
Analyse van de metingen - uitspraak Downloaden data Handset naar PC (Serial-to-USB) Gegevens klant ernaast houden Vergelijken Rapporteren Gas plants Metering Flow (Base conditions) P T z (AGA8) Gross Heating Value (GPA-2172) Energy run: MMSCFD psi(a) Rankine (flowing) Btu/Scf GP-1 1 3.2% -1.2% 0.0% 0.3% 0.1% 3.3% GP-1 2 8.6% -0.9% 0.0% 0.1% 1.2% 9.9% GP-1 3-0.9% -4.2% 0.0% 0.4% -1.1% -2.0% GP-2 1 4.5% 0.1% -0.1% -1.5% 0.8% 5.4% GP-2 2 4.4% 0.2% -0.3% -1.4% 0.8% 5.2% GP-2 3 7.3% 0.2% -0.3% -1.4% 0.8% 8.2% GP-2 4 8.2% 0.2% 0.1% -1.9% -0.2% 8.0% GP-2 5 3.0% 0.2% 0.0% -1.9% -0.2% 2.8% GP-2 6-4.9% 0.2% 0.0% -1.6% -0.2% -5.1% GP-3 1 0.3% 2.6% -0.1% 0.5% -0.5% -0.2% GP-3 2-4.5% 2.3% -0.1% 0.9% 0.4% -4.1% GP-3 3 2.5% -0.4% 0.2% 1.3% -2.3% 0.1% GP-3 4 4.3% -0.7% 0.2% 1.2% -2.3% 1.9% GP-3 5-46.0% 0.0% -0.3% 0.8% 0.0% -46.0% GP-4 1-2.9% -0.7% -0.7% -2.5% -31.5% -33.4% GP-4 2 0.8% -0.8% -0.7% -2.3% -10.2% -9.5% GP-4 3-6.5% -0.4% -0.7% -2.4% -10.2% -16.0% GP-4 4 1.2% 0.0% 0.0% -1.8% -6.7% -5.6% GP-4 5-0.1% 0.0% 0.0% -1.9% -10.7% -10.7% GP-5 1-1.8% 0.7% 0.0% 0.3% -0.5% -2.2% GP-5 2 6.5% -0.5% 0.0% 0.8% 0.1% 6.6% GP-6 1-0.5% 0.1% 0.0% -0.9% 4.1% 3.6% GP-6 2 N/A 0.2% 0.0% -0.8% 4.2% N/A GP-6 3-0.6% 0.3% 0.0% -0.8% 4.2% 3.6%
Voorbeeld resultaten (1 van 3): Fuel line Technische Audit bevindingen (- 50%) Grote parameter error : range instellingen dp transmitter (+...%) Grote parameter error : dp conversie (lineair ipv wortel) (+...%) Grote parameter error : orifice diameter en bore (beide niet correct) (+...%) Kleine parameter error : druk (behandeld als overdruk ipv absoluut. Transmitter zelf OK) Verificatiemetingen (- 46%) Flow verschil DNV KEMA / Klant Flow: 55.000 m 3 n/u (naar energiecentrale) Verificatiemeting bevestigt Audit bevindingen (Klant meet veel te weinig)
Voorbeeld resultaten (2 van 3): Production line Technische Audit bevindingen Geen grote errors in data processing voor de flow geconstateerd (correcte flowmeting) (±...%) Gaskwaliteit sampling 60uur vertraging (grote verblijfstijd sampleleiding; oude gaskwaliteit) Verificatiemetingen Gering flow verschil DNV KEMA / Klant Flow: 635.000 m 3 n/u (naar grid) Verificatiemeting bevestigt Audit bevindingen (correcte flowmeting, maar geen actuele calorische waarde)
Voorbeeld resultaten (3 van 3): CT station Technische Audit bevindingen ( -40%) Grote parameter error in Flow computer bij Specific Gravity (+1 ipv -1) ( +2%) Parameter error in Flow computer voor foute gascompositie (Rho-factor) (±...%) Black powder aanwezig(invloed op flowmeting) Verificatiemetingen (- 42%) Flow verschil DNV KEMA / Klant Flow: 171.000 m 3 n/u (naar industriële afnemer) Verificatiemeting bevestigt Audit bevindingen (Klant meet veel te weinig)
Dank u voor uw aandacht FLEXIM: Joost van Parreeren DNV KEMA: Lennart van Luijk
Meetprincipe Time-of-Flight (transit-time) d Theorie: Een ultrasoon signaal wordt gestuurd van transducer A naar B en van B naar A. Als er geen flow is, doen beide signalen er even lang over, kortom: GEEN tijdverschil.
Meetprincipe Time-of-Flight (transit-time) A B d Maar als er wel een flow is b.v. in de richting van de pijl, dan gaat van: A naar B: Ultrasoon signaal met de flowrichting mee (1) B naar A: Ultrasoon signaal moet tegen de flowrichting in zwemmen en doet er daarom langer over (2). Het tijdverschil hiervan (3) is maat voor flow (m/s). De gemiddelde tijd van (1) en (2) is de geluidssnelheid van het medium
Shear wave principle Pipe wall penetration Multi reflection
Lamb-Wave principle Pipe wall resonance
Vergelijk van de 2 technologieën: Shear wave Geen beperking met wanddikte. Geschikt voor heel hoge druk. Lamb-wave Bepaalde verhouding diameter/wanddikte. Ook geschikt voor lagere druk. Ook geschikt voor heel hoge snelheden