HENNLICH v České republice

Transkript

1 Průtokoměry V-Cone

2 HENNLICH v České republice kompetentnost-kvalita-korektnost Rozděleni na odštěpné závody se úzce specializujeme na jednotlivé oblasti průmyslu.. HENNLICH s. r. o. HENNLICH s. r. o. tlačné tažné zkrutné nástrojové talířové HENNLICH s. r. o. průtokoměry hladinoměry tlakoměry teploměry elektrický ohřev galvanická lůžka trysky čerpací technika potrubní spojky kompenzátory armatury filtrace HENNLICH s. r. o. lineární vedení energetické řetězy a kabely kluzná pouzdra rychlospojky krytování pohony filtrace HENNLICH s. r. o. HENNLICH s. r. o. hydraulické systémy pro důlní mechanizované výztuže využití odpadního tepla v teplárenství a průmyslu využití obnovitelných zdrojů energie HENNLICH s. r. o. HENNLICH s. r. o. HENNLICH s. r. o. systémy centrálního mazání čerpání a doprava barev v polygrafickém průmyslu mazací technika nakládací zařízení aplikace energetických řetězů odsávací zařízení filtrační technika aplikace trysek HENNLICH s. r. o. hydraulická statická hřídelová nástrojové talířové systémy vytápění a chlazení tepelná čerpadla kapilární rohože

3 Specialisti pro MaR, elektrické ohřevy a prvky pro galvanotechniku Galvanická lůžka Průtokoměry HENNLICH s.r.o. Galvano HENNLICH s.r.o. MaR Elektrické ponorné ohřívače Hladinoměry HENNLICH s.r.o. Ohřevy Elektrické topné kabely Tlakoměry, senzory Ohřev sudů, otápěné hadice

4 Obsah McCrometer Jak pracuje V-Cone Parametry V-Cone Wafer-Cone Rychlostní profil Vliv instalace V-Cone/Clona Požadavky na instalaci Měřící rozsah Wet Gas Correction Dlouhodobý test chyba měření Ověření Návrh & Výroba Návrh & Dokumentace Certifikáty Aplikace LNG zemní plyn Aplikace Subsea Enhanced Oil Recovery Zvýšení výtěžnosti Měření vlhkých plynů Wet Gas Separators Coal Bed Methane Břidlicový plyn Pára Steam Porovnání měření

5 55 let zkušeností Firmu založili bratři Floyd a Lloyd McCall 1955 Floyd McCall navrhl V-Cone v roce 1985 Hemet, California USA cca 200km od L.A.

6 V-Cone - spolehlivé měření průtoku Pokročilé měření průtoku na principu tlakové diference Více než 72,000 instalací po celém světě

7 Jak pracuje? Dp: Min 0.25mbar Nominal 2.5mbar to 375mbar Max 625mbar High Pressure Low Pressure Max rychlost : kapaliny 12m/s Plyn nominal 35m/s až 100m/s Flow

8 Jak pracuje? V-Cone Clona d D β = d D A A = 2 1 A 2 A 1 β = 1- d2 d Area /Area = β β = D D 2

9 V-Cone - parametry Přesnost : ± 0.5% z rozsahu Opakovatelnost : ± 0.1% Šířka rozsahu (Turndown): 10:1 ( typicky) nebo větší Typické požadavky na rovné úseky instalace: 0-3 x DN před měřidlem 0-1 x DN za měřidlem Média: kapaliny, plyny, pára

10 V-Cone - parametry Procesní připojení ANSI #150 - #4500 RTJ & RF, Slip-on & Weld neck ASME B16.47 API 5,000psi, 10,000psi, 15,000psi Hub Type DIN NPT Vitalic Navařovací Beveled nebo ploché Square konce Připojení odběrných míst Přírubové (ANSI, Kidney, etc.) závitové NPT &Thread-o-let Socket & Sock-o-let Weld-o-let Nipple-o-let Valved Konstrukční materiály S304, S304L, S304H S316, S316L, S316H S321, S321H Chrome-moly P1, P5, P11, P22, P91 Uhlíkatá ocel Carbon Steel Low Temp. Carbon Steel High Tensile Carbon Steel X52, X60, X65 Duplex 2205 Super Duplex 2507 Hastelloy C276 Inconel 625 Incoloy 825 Monel 400, 500 Titanium

11 V-Cone - parametry Dimenze potrubí: ½ až 120 a více

12 V-Cone - parametry Trvalá tlaková ztráta (kpa) V-Cone Maximální tlaková ztráta: l/min Orifice Nozzle Venturi 15 Venturi 7 Turbine Vortex Foxboro Coriolis Foxboro Vortex Micromotion Coriolis 0 %P loss = ( β) X 100 Data from R. W. Miller Flow Measurement Engineering Handbook - Second Edition, McGraw-Hill, 1989 Typ měřidla

13 Wafer-Cone Wafer-Cone: břidlicový plyn, chemický průmysl, farmacie & další

14 Wafer-Cone Wafer-Cone: 1 to 6, Beta 0.45 až 0.85

15 Rychlostní profil Clona V-Cone V-Cone je schopen redukovat délku potrubí až o 70%!!!

16 Rychlostní profil OTC 2013 Flow Demo

17 Požadavky na instalaci 1 x 90 koleno s V-Cone 2 x 90 koleno s V-Cone Požadované rovné úseky pro kolena 0 D před 0 D za měřidlem

18 Požadavky na instalaci NIST Consortium členové ( výňatek ze seznamu ) McCrometer ChevronTexaco DuPont Dow Chemical Nova Chemicals Rosemount/Emerson Daniel Industries

19 Test nutných rovných úseků pro instalaci Clona V-Cone

20 Test nutných rovných úseků pro instalaci Clona V-Cone

21 Test nutných rovných úseků pro instalaci API 22.2 výsledky testu nezávislé testy by Colorado Engineering Experiment Station Inc.

22 Test nutných rovných úseků pro instalaci API 22.2 výsledky testu

31 Instalace Typické požadavky rovných úseků pro Re 200,000

32 Instalace Typické požadavky rovných úseků pro Re > 200,000

33 Instalace Rozměry : 56 V-Cone & 42 Venturi

34 Šířka rozsahu - Turndown API 5.7 nezávislé testy SwRI MRF a USU

35 Šířka rozsahu - Turndown Široký rozsah měření křivka přesnosti

36 Šířka rozsahu - Turndown Šířka rozsahu : 10:1 pro průtok = 100:1 Dp dif. tlaku

37 Šířka rozsahu - Turndown Šířka měřícího rozsahu Typické rozsahy dp převodníků

38 Šířka rozsahu - Turndown Šířka měřícího rozsahu Nejistota u typických rozsahů dp převodníků Pro rozsah 200 inh 2 O je nepřesnost 0.13 inh 2 O.

39 Šířka rozsahu - Turndown Šířka rozsahu : výpočet nejistoty měření Root Sum Square Method C A X = Component _ Accuracy = Sensitivity _ Coefficient 2 ( CA 1 X1) ( CA2 X 2 ) ( CA3 X 3 ) ( C X ) A = = Square Square Sum _ of _ Squares 1 = Square = Square V-Cone DP Transmitter Pressure Transmitter RTD (Temperature)

40 Šířka rozsahu - Turndown Šířka rozsahu : výpočet nejistoty měření Sensitivity Coefficient (X) 1% Error in Component X % Error in Flow Rate 1% Error in DP 0.5 % Error in Flow Rate

41 Šířka rozsahu - Turndown Šířka rozsahu : rozsah měření 1:10 Turn Down 10 DP Error Temp. Error 0.7 Max flow Press. Error V-Cone Error 0.5 Flow Rate Dp error DP Press Error Press. Temp Temp. V-Cone V-Cone Sys. SCFD Sensitivity Sensitivity Error Sensitivity Error Sensitivity Accuracy Factor Factor Factor Factor

42 Šířka rozsahu - Turndown Šířka rozsahu : 1:10 graf nejistoty měření

43 Šířka rozsahu - Turndown Šířka rozsahu: 20:1 průtok, 400:1 Dp dif. tlaku

44 Šířka rozsahu - Turndown Šířka rozsahu : 1:20 výpočet nejistoty měření Turn Down 20 DP Error 25" Temp. Error 0.7 Press. Error 0.04 Max flow DP Error 250" V-Cone Error 0.5 Flow Rate Dp error DP Press Error Press. Temp Temp. V-Cone V-Cone Sys. SCFD Sensitivity Sensitivity Error Sensitivity Error Sensitivity Accuracy Factor Factor Factor Factor % of Mass flow rate High Range Transmitter Low Range Transmitter

45 Šířka rozsahu - Turndown Šířka rozsahu : 1:20 graf nejistoty měření

46 Šířka rozsahu - Turndown Linearizace pro nízké Re

47 Měření vlhkého plynu Wet Gas Wet Gas Development Team Steven Ifft Hlavní technolog, McCrometer od poloviny 90. let Dr. Richard Steven Autor známé studie měření vlhkých plynů s Venturi Manager Multiphase výzkumu McCrometer V současnosti ředitel Multiphase výzkumu CEESI Dr. Robert Peters Hlavní spolupracovník pro práci na normě ISO 5167 V minulosti předseda ISO TC 30 Manager technologie průtoku, McCrometer (nyní konzultant McCrometer, v důchodu) Jonathan Hollist McCrometer Multiphase R&D Engineer

48 Parametry Gas Volume Fraction (GVF) GVF(%) = Q& g Q& + Q& l g *100% Lockhart-Martinelli Parameter (X) or (X LM ) or (LM) X LM = m& m& l g ρ ρ g l Vlhký plyn typicky spadá do GVF mezi 90% a 99% nebo X < 0.3 a je často použit v korelačních výpočtech.

49 Měření vlhkého plynu Wet Gas Vlhkost (kapalná složka) způsobuje u DP měřidel chybu měření průtoku. Indikovaná hodnota průtoku je vyšší než skutečný průtok. Tuto chybu je možné korelačními výpočty se znalostí průtoku kapaliny ze separátoru eliminovat.

50 Opravný výpočet - Korelace The Murdock & Stevens correlations:

51 Výsledek korelace NEL test pro dusík a kerosen při 15, 30 a 60 bar, 400 až 1000 m3/h až k hodnotě 0,5 podle Lockhart-Martinelli V-Cone 6 sch80

52 Výsledek korelace

53 Výsledek korelace The CEESI test conditions were natural gas with decane at 50 bar, 150 to 400 m3/hr up to a Lockhart-Martinelli parameter value of 0.25 in a 4 schedule 80 pipe.

54 Výsledek korelace

55 V-Cone, Venturi Gradient Rozdíl V-Cone / Venturi pro měření vlhkých plynů

56 Graf

57 Příklad NEL příklad testu průtoku, 6 Schedule 80, 60bar, Gas Flow 13.91kg/s (683m3/hr), průtok kapaliny 8.1kg/s, hustota plynu 73.4kg/m3, Hustota v kapalném stavu 806.8kg/m3 a ukazuje ±10% rozsahu nejistoty měření

58 Příklad Výsledek: V-Cone 13.91kg/s ± 0.29kg/s nebo ±2.1% Venturi 13.91kg/s ± 0.36kg/s nebo ±2.6% Výrazně lepší přesnost V-Cone o 0.5% - t.j. rozdíl 0.07kg/s nebo 6t / den plynu při průtoku 682m3/h!

59 Závěr Advantages: ±2% measurement using Stevens correlation Less sensitive to Liquid flow uncertainty Less sensitive to up & down stream disturbance Low permanent pressure loss* Acts as a good mixer for tracing Sufficient correlation data for 0.75 and 0.55 Beta ratios currently available

60 Dlouhodobý provozní test Cone minimální podmínky znečištění Síla vrstvy se zesiluje v nejužším místě Povrchová vrstva

61 Dlouhodobý provozní test Válcovna: 150 mm potrubí koksárenského plynu pohled proti směru proudění; čistá strana kuželu V-ConeV pohled do potrubí část kuželu po směru proudění; čistá plocha kuželu V-ConeV

62 Dlouhodobý provozní test Clona: břidlicový plyn, aplikace vlhkého plynu Clona po 3 měsících m ch provozu

63 Dlouhodobý provozní test V-Cone, Wafer: břidlicový plyn, aplikace vlhkého plynu V-Cone po 9 měsících m ch provozu na stejné aplikaci

64 Dlouhodobý provozní test

67 Dlouhodobý provozní test Odolnost proti poškození Úmyslné poškozen kození 60% hrany kuželu V-ConeV

68 Dlouhodobý provozní test Odolnost proti poškození WAFER-CONE VH03 DAMAGED CONE CALIBRATION DATA baseline no damage heavily damaged cone R e Poškozen kození 60% hrany kuželu V-Cone způsob sobí změnu Cf koef.. pouze o 0.6%

69 Validation Výrobní ověření: Procedura a záznam

70 Validation Provozní ověření: Inspekční port pro kameru

71 Návrh & výroba V-Cone návrh a výroba : ASME B31.3, B31.1 API 6A Welding to ASME Sec. IX or EN Welders Qualified to ASME Sec. IX and EN 287 NACE ISO/EN Compliance PED 97/23/EC Více než 72,000 V-Cone od roku 1985

72 Návrh & výroba Close Coupled DP

73 Návrh & výroba Integral Thermowell

74 Návrh & výroba Made To Length

75 Dokumentace Dokumentace podle požadavku zákazníka a certifikační kanceláře.

76 Dokumentace Dokumentace podle požadavku zákazníka a certifikační kanceláře. Calibrated Cd

77 Dokumentace Dokumentace podle požadavku zákazníka a certifikační kanceláře.

78 Dokumentace NDT Dokumentace podle požadavku zákazníka a certifikační kanceláře. Hydro testing per B31.3, B31.1 X-Ray interpretation and acceptance/rejection per B31.3, B31.1 Dye Pen interpretation and acceptance/rejection per B31.3, B31.1 Mag Particle interpretation and acceptance/rejection per B31.3, B31.1 Ultrasonic interpretation and acceptance/rejection per B31.3, B31.1 Hardness Acceptance/rejection per NACE MR0175/ISO15156 PMI Report materials and welds PED Design review and 3rd party oversight TUV DNV ABS Witnessing of design, welding and testing

79 Dokumentace Výpočet pevnosti V-Cone 01-FE-0074

82 Normy a certifikáty BLM IM Approval API 22.2 Inmetro - Brazil Measurement Canada Custody Transfer Petronas GOST R

83 ISO Požadavky na nové certifikáty: ISO

84 Aplikace McCrometer vyrábí V-Cone pro Oil&Gas od roku 1985, V-Cone pro kryogenní techniku LNG od roku 2000.

85 Dokumentace LNG Pump Suction and Discharge Compressor Anti-surge Compressor Discharge Tank Loading and Unloading Refrigerant Heat Exchanger Compressor Heat Exchanger Nitrogen Rejection Unit (NRU) Vapor Recovery Unit (VRU) Raw Gas Influent Fuel Gas

86 Dokumentace Golden Pass LNG, USA Keyspan LNG, USA Sabine Pass LNG, USA Woodside, Australia Pluto LNG, Australia Queensland Curtis LNG, Australia Gladstone LNG, Australia Gorgon LNG, Australia Ras Laffan (Rasgas), Qatar QatarGas, Qatar Pearl GTL, Qatar Sonatrach, Algeria Isle of Grain LNG, UK Hammerfest LNG, Norway Isle of Grain LNG, UK Costa Azul LNG, Mexico Fujian LNG, China Singapore (SLNG), Singapore Khursaniyah Gas Plant (KGP), Saudi Arabia

87 Dokumentace Gorgon LNG Project Majority Owners Chevron (47%), Shell, (25%), Exxon Mobil (25%) 3 LNG Trains, 5 Million Tons LNG/Year 15 MTPY Total Capacity First LNG planned Year Lifespan Servicing 11 gas fields 295 V-Cones with future additional train & interface currently in planning

88 Dokumentace LNG Train 6 V-Cone 56 DN1400 CL300

89 Dokumentace Zpracování plynu, 26 V-Cone, 14 DN350 až 28 DN720, CL150 to CL600

90 Dokumentace Subsea V-Cone s redundantními převodníky

91 Dokumentace Subsea V-Cone s tepelnou izolací a ohřevem

92 Dokumentace Modul Subsea V-Cone

93 Dokumentace Modul Subsea V-Cone

94 Dokumentace

95 Dokumentace

96 Dokumentace Enhanced Oil Recovery Gas Lift

97 Dokumentace Wet Gas Well Head

98 Dokumenatce Test Separator for Allocation & Production Separators: HP/LP Separator Inlet HP/LP Separator Gas HP/LP Separator Water

99 Dokumentace Požadavek rovných úseků : 0-3 x DN před měřidlem 0-1 x DN za měřidlem Široký rozsah měření High Turndown Header to Separators

100 Dokumentace Coal Bed Methane - Břidlicový plyn - měření

101 Dokumentace Svislá instalace měření páry

102 Dokumentace Měření páry Applications

106 Dokumentace Nejčastější aplikace : Well Head Liquid Sour Gas Gas Transport HP/LP Separator Inlet HP/LP Separator Gas EOR Steam Well Head Wet Gas Sour Oil Oil Transport HP/LP Separator Water HP/LP Separator Oil EOR Water EOR Gas EOR CO 2 HP/LP Steam MEG Injection Seawater pumps Fuel Gas Flare System Flare Extinguishing HP/LP Compressor Inlet HP/LP Compressor Outlet Cryogenic Fluids Allocation Metering Cooling Medium Treatment

107 Reference - všeobecné

110 Porovnání Příklad : Náklady na instalaci za dvěma 90 koleny A A 24 Duplex V-ConeV Cone cena $150K Cena potrubí & příruby pro V-Cone $70K, 3D/3D Celková váha 4200kg & penalizace za nadváhu $10/kg is $42K Celkové náklady $262K Clona a příruby p vyčíslen slené pro stejné podmínky $70K. Cena potrubí & příruby pro clonu a potrubí $250k, 44D/8D Celková váha 11500kg & penalizace za nadváhu $10/kg is $115K Celkové náklady $435K Úspora 7300kg, $173K a úspora místa m potrubí 46D

111 Porovnání Venturi příklad rozměrů a váhy Application: 14 Units, Line 300mm, Pressure 17.2MPa, Temperature 143ºC, Flow rate 9.9MSm 3 /d, Re 3.1x10 7 Feature V-Cone API 22.2 Venturi Outside ISO 5167 Design Precision Tube Machined Uncertainty 0.50% 3% to 3.50% Meter Run (m) 2.04m 3.88m to 6.57m Meter Run Weight (kg) 1681kg 2510kg to 3583kg Total Platform Weight 14 Units 23.5t 35.2t to 50.2t

112 Porovnání Rozměry pro porovnání : 56 V-Cone & 42 Venturi

113 Porovnání Požadavky rovných úseků V-Cone & Ultrazvuk V-Cone Wafer Cone 3D Up, 1D Down 3D Up, 1D Down Ultrazvuk s usměrňovačem průtoku podle AGA 9 10D Up, 5D Down Flow Conditioners = trvalá tlaková ztráta

114 Porovnání Nejistota V-Cone & Ultrazvuk (USM): Kalibrovaný Wafer Cone: V-Cone: +/- 1.0% z měřené hodnoty +/- 0.5% z měřené hodnoty Zkušenost měření USM ( různí se podle konkrétního výrobce ) 1 kanál : +/- 1.0 to 2.0% z měřené hodnoty 2 kanál : +/- 0.5 to 1.0% z měřené hodnoty 4 kanál: +/- 0.1 to 0.2% z měřené hodnoty (0.5% bez kalibrace ) Příložné TT (pipe >6 ): Příložné TT (pipe 6 ): +/- 1.0 to 2.0% z měřené hodnoty +/- 2.0 to 5.0% z měřené hodnoty Platí vždy, že e kromě požadavk adavků na custody ověř ěřená měřidla (4-kan kanál), je V-ConeV rovnocennou nebo lepší volbou než ultrazvuk (USM( USM).

115 Porovnání Opakovatelnost V-Cone & Ultrazvuk. průtokoměry (USM): Wafer-Cone: V-Cone: +/- 0.1% z měřené hodnoty +/- 0.1% z měřené hodnoty 1 Path: +/- 0.1% to +/- 0.5% 2 Path: +/- 0.1% to +/- 0.5% 4 Path: +/- 0.1% Clamp-On: +/- 0.2 to 0.5% V-Cone má srovnatelnou nebo lepší opakovatelnost ve srovnání s ultrazvukovým průtokoměrem.

116 Porovnání Omezení rychlosti proudění V-Cone & Ultrazvuk. průtokoměr (USM): V-Cone Nemá zvláštní omezení. Základní doporučené omezení je 91m/s pro plyny, 12m/s pro nízkoviskozní kapaliny Ultrasonic (TT Gas) Ultrasonic (TT Liquid) - 2 Nominal, max 65m/s 6 Nominal, max 49m/s 10 Nominal, max 40m/s 24 Nominal, max 33m/s 0.6m/s to 12m/s Poznámka aplikace mnoho offshore měření plynu překrap ekračuje 61m/s příliš velká rychlost rychlost zvuku (Gas Injection, Gas Lift, Gas wellhead/allocation)

117 Porovnání Tato tabulka je obecně používaným doporučením jedné velké projekční firmy major Engineering House Application Description Technology Straight Run Pipe (UP/DOWN) Total Cost for solution * Face-to-Face of total solution (mm)* Total Weight of solution (kgs)* Fuel Gas 6" 600# RF V-Cone 3D / 1D $10, USM 20D / 10D $51, Export Gas Line 10" 2500# RTJ V-Cone 3D / 1D $64, USM 20D / 10D $103, Test Separator Gas Lift Water Inlet 8" 300# RF 6" 2500# RTJ 20" 300# RF V-Cone 3D / 1D $10, USM 20D / 10D $65, V-Cone 3D / 1D $23, USM 20D / 10D $61, V-Cone 3D / 1D $32, USM 20D / 10D $164, * délka včetně primárního elementu a rovných úseků před/za měřidlem

118 Porovnání Conditioning Plate Testing to API 22.2 up to 16D typically 6D Results published by Manufacturer pipeline-gas_journal_article_405 Gas_Journal_article_ Orifice Plate Up to 44 D ISO Venturi Up to 22 D ISO Annubar Up to 28 D Reference: Manual , Rev AA Wedge Meter 10D recommended 5D minimum Reference: ABB Doc 3BUS340003R K DCG

119 Porovnání Electromagnetic Flowmeter Vortex Up to 5D Emerson Product Data Sheet , Rev RA Up to 20D (Gas) Yokogawa General Specification, GS01F06A00-01E, 01E, Double Elbow Multi Path Ultrasonic Up to 10D with qualified flow conditioner Up to 20D without qualified flow conditioner AGA 9

120 Děkujeme za pozornost!