7_Natural Gas Flow Measurement - Orifice [Compatibility Mode]
Post on 22-Nov-2015
53 Views
Preview:
DESCRIPTION
Transcript
Natural Gas Fluids Measurement
Augie Widyotriatmo, Ph.D.Institut Teknologi Bandung
APIMPMS143AGAReportNo.3GPA818590
Pendahuluan
Dalam industri natural gas, pengukuran/ measurement adalah mesin hitung uang (cash register)
Harga dari aliran natural gas ditentukan dengan: Metering Sampling Analisis
Jika prosedur atau hasil dari ketiga ketentuan initidak mencukupi, kalkulasi harga dari aliran menjadi tidak akurat
2
SPESIFIKASI DAN INSTALASIORIFICE METER
3
Orifice Plate Faces
4
Orifice Plate Bore Diameter
5
6
Pressure Flange Taps
7
Tube Bundle Flow Straightener
8
Eksentrisitas
9
Partly Closed Valve Upstream
10
11
Two Ells Not in Same Plane Upstream of Meter Tube
12
13
Less Than 10 Pipe Diameters Between Two Ells in Same Plane Upstream of Meter Tube
14
15
More Than 10 Pipe Diameters
16
Reducer or Expander Upstream of Meter Tube
17
PERSAMAAN UMUM
18
Orifice Meter
19
Pressure
20
Temperatur
21
Flanged Tap
22
Fundamental Orifice Mass Flow Equation
23
Volumetrik Flow Rate
Actual:
Standard
24
Velocity of Approach Factor
25
Orifice Plate Bore Diameter
26
Meter Internal Diameter
27
Empirical Coefficient of Discharge Flange-Tapped Orifice Meters
28
29
Reynolds Number
30
Kondisi Flow
31
Pulsating Flow Sources
32
Pulsation Reduction
33
Expansion Factor for Flange-Tapped Orifice Meters
34
Upstream Expansion Factor (Y1)
35
Downstream Expansion Factor (Y2)
36
37
In Situ (pada kondisi operasi) Calibration
Disarankan untuk orifice meter untuk ukuranpipa di bawah 2 inch
Digunakan primary mass flow system / master meter yang telah terkalibrasi dengan primary flow standar
Primary mass flow system (atau master meter) dipasang di upstream atau downstream sedemikian rupa sehingga flow mendekatinormal
Dioperasikan pada normal flow-rate, temperatur, dan pressure pada meter station
38
Meter Correction Factor
39
Flow Rate Per Unit of Time Conversion
40
41
42
43
Contribution of Flow Error due to DP Instrumentation
44
Uncertainty using In Situ Calibration
45
46
Installation
47
48
49
50
Gas Ideal (Inkompresibel)
Hukum Boyle and Charles
51
Gas Kompresibel
Volume kondisi base (standar) dikonversi dari volume flowing
52
53
Spesific Grafity Ideal
54
Real Specific Gravity
55
56
Density on Gas Composition
Berat molekul gas campuran
Density
57
58
Density based on Ideal Gas Specific Gravity
59
60
Density Based on Real Gas Specific Gravity
61
Kondisi Standar
Gas density berbasis gas specific gravity
62
63
PERSAMAAN PENGUKURANFLOW
64
Flow Rate Kondisi Base
65
Flow Rate Kondisi standar
66
67
Konversi dari Standar ke Base
68
Diameter Ratio
69
70
Coefficient of Discharge untuk Flange-Tapped Orifice Meter
71
72
Velocity of Approach Factor
73
Pipe Reynolds Number
74
75
Expansion Factor (Y)
k adalah komponen isentropik, rasio dari specific heats (cp/cv) dari konstanta tekanan (cp) dan konstanta volume (cv) dan independen terhadap tekanan
k = 1,3 untuk natural gas (accepted practice)
76
77
Expansion Factor Referenced to Downstream Pressure
78
79
FACTOR APPROACH
80
Kondisi Standar / Base
81
82
83
Numeric Conversion Factor
84
Orifice Calculation Factor
85
Slope Factor
86
Pressure & Temperature Base Factor
87
Real Gas Relative Density
88
Contoh:
89
Metode #1: Kalkulasi
90
Meter Diameters
91
92
Compressability (AGA 8)
93
Reynolds Number
94
Volume Flow Rate
95
96
97
98
99
Metode #2: Factor Approach
100
101
102
103
104
105
Kompresabilitas AGA 8
106
Base Pressure & Temperature Factor
107
Flowing Temperature Factor
108
Real Gas Density Factor
109
Supercompressibility Factor
110
Volume Flow Rate
111
112
PIPE TYPE ORIFICE METERING
113
Pipe Tap Pressure Measurement
Posisi dari pasangan tap holes: upstream tap center 2,5 x diameter dalam dari plate
face upstream terdekat dan downstream tap center 8 x diameter dalam dari dari
plate face downstream terdekat
114
Batas Beta Ratio Batas Beta Ratio adalah
0,2 sampai 0,67
115
Persamaan
116
Orifice Flow Constant
117
Orifice Flow Constants C
118
Coefficients of Discharge (K)
119
Basic Orifice Factor
120
Lokasi Tap Holes
121
122
123
124
Meter Tube Pressure Tap Holes
125
Reynolds Number Factor (Fr)
126
127
128
129
130
131
Expansion Factor (Y)
132
133
134
135
136
Contoh#1
137
Solusi #1
138
Contoh #2
139
Solusi #2
140
Adjustment for Instrumentation Calibration and Use
141
PROSEDUR SAMPLING
142
Sistem dan Prosedur Sampling
Analisis dari sampel sistem dan prosedur sampling digunakan untuk Kalkulasi penentuan gallons per thousand standard
cubic feet (GPM) dari produk liquid yang ditemukan dari aliran
Identifikasi kontaminan yang terdapat dalam aliran gas
Informasi komposisi, menentukan apakah aliran gas mencapai spesifikasi kontraktual
143
Tube Probes
144StraightTubeProbesRegulatedSampleProbes
Diagram Pressure-Temperature Processed Gas
145
Diagram Pressure-Temperature Unprocessed Gas
146
Instalasi
Ujung probe ditempatkan middle-third daripipeline tempat pertemuan partikel liquid
5 x Diameter dari elemen yang menggangguflow: Elbows, headers, valves, flow elements, tees
Dilokasikan di atas sampled piping Probes dan tubing diinstalasi sedemikian rupa
agar liquid tidak terakumulasi di dalam probe atau sampel
147
5D
Heating Elements
Elemen pemanas dapat diinstalasi di dalamsample probe dan pipa
Pada suatu kasus, pemanas sample cylinder juga dibutuhkan
Tujuan dari elemen pemanas ini adalah untukmeyakinkan sampel gas tetap atau di atastemperatur gas line
Pemanasan gas menjaga komponen berat di dalam fasa gas dan dapat diperhitungkan padasaat analisis
148
Electrical Heating
Elemen electrical heating harus memiliki self limiting
Requirements of electrical codes untuk area dimana elemen digunakan harus dipenuhi
Requirements ini akan meyakinkan bahwa heating element tidak akan overheat jika terjadi failure pada komponen elektrikal
Overheated dari komponen elektrikal dapat mengakibatkan kecelakaan atau eksplosi
149
Regulators
Preessure Regulators bisa dibutuhkan pada sistem sampling ketika sampel gas secara kontinu diberian ke penerima dengan tekanan yang lebih rendah daripada line
Pressure regulator harus diperhatikan agar fasa gas tidak berubah ketika tekanan diturunkan Jika terjadi perubahan fasa dan muncul kondensasi,
sampel tidak representatif
150
Pressure Regulators
Harus mempunyai pressure rating melebihi line pressure maksimum yang diekspektasikan darisistem sampling gas
Regulators harus terkonstruksi dari material yang tidak reaktif terhadap gas yang akan disampel
Desain dan operasi regulator tidak bolehmengakibatkan kondensasi
Salah satu metode adalah dengan menggunakanheated regulator Mensuplai panas ketika penurunan tekanan untuk
menjaga elemen berat berkondensasi Besarnya energi panas bergantung dari komposisi gas,
tekanan, dan temperatur151
Karakteristik Flow
Flow dalam pipa laminar atau turbulen single atau multiphase
Flow pada aliran gas turbulen, single phase Two-phase turbulen juga bisa terdapat pada line gas
ketika fluida pada kondisi saturasi Misalkan, flow dari gas liquid separator akan dekat dengan
gas dew-point, danpenurunan temperatur akanmengakibatkan kondensasi two phase
Laminar flow jarang terjadi pada gas line karenaviskositas gas rendah dan kecepatan flow tinggi
Bergantung pada desain sistem sampling, laminar flow dapat tercapai pada low-flow rate
Kondisi laminar flow harus dihindari152
Turbulent Flow
Turbulent flow memiliki keuntungan pada sistemsampling dan pada gas line yang akan disampel Turbulensi menciptakan fluida yang tercampur dengan
baik Mixing dari flow turbulen akan mengurangi
kemungkinan separasi akibat gravitasi Dalam two-phase flow, pengingkatan turbulensi
akibat obstruksi mekanikal seperti valve dan elbow dapat mengakibatkan munculnya liquid menjaditerpeah dalam flow memasuki sistem sampling Liquid loading dalam sistem sampling mengakibatkan
masalah pada peralatan dan memproduksi sampel gas yang tidak representatif
153
Two-Phase Flow
Sampling dari campuran dua-fasa (gas dan liquid) tidak direkomendasikan dan harus dihindari
Dalam flow dua-fasa, sistem ideal akan mencampur gas dan liquid secara uniform dan mengoleksi sampel dari campuran menggunakan sample probe dan sistem isokinetic sampling
Teknologi natural gas sampling tidak dapat mencapai hal ini dengan akurasi yang reasonable
154
Two-Phase Flow
Ketika sampling dua-fasa liquid-gas flow, proseduryang direkomendasikan adalah denganmengeliminasi liquid sebelum disampel
Produk liquid yang mengalir dari line harusditentukan dengan metode lain
Fraksi liquid dari flow dua-fasa mungkin terdiri dariwater dan hydrocarbons
Hydrocarbons dapat berkontribusi pada kontenenergi (diukur dalam British Thermal Units, BTU) dan kemunculannya dalam gas perlu dilihat kembali
155
Sample Loop
Merupakan bagian darisistem sampling yang membawa gas darisample probe ke sample container atau alatanalisis kemudian kelower pressure point
Sample loops didesainuntuk mengirimkansampel gas yang melewati pipeline
156
Sample Loop Rate
High flow rate yang berlebihan mengakibatkanpartikel liquid dalam pipeline terbawa ke sampelprobe Sample loops yang dilepaskan ke atmosfir tidak boleh
dipasang karena high flow rates akan mengakibatkanbesar gas waste yang tidak dapat diterima dan melanggarregulasi lingkungan
High pressure loss dapat mengakibatkan pendinginan dankondensasi
Low flow rate yang berlebihan mengakibatkanseparasi gas dan bagian berat drop out dalam loop
157
Pressure Drop pd Sample Loop
Operasi sampel loop membutuhkan pressure differential dari collection-end ke discharge-end Dapat didapatkan dengan orifice plate, regulator, atau
pompa Pemasangan ujung sampel loop melewati halangan
flow akan memberikan pressure differential pada sampel loop yang proporsional terhadap kuadrat flow rate
Pengaturan ini akan memberikan flow pada sampel loop proporsional terhadap flow melewati orifice
158
Pressure Regulators
Digunakan pada sampel loop untuk mengurangi gas pressure dari pipeline pressure ke receiver pressure
Perlu diperhatikan agar regulator tidak mengakibatkan gas terkondensasi
159
Sampling Intervals
Komposisi dan flow rate Pipeline dapat berubah terhadap waktu Interval sampling perlu ditentukan memperhatikan
perubahan ini
160
Composite sample intervals
Flow proportional sampling jikaflow rate dan kompoisisi berubah Jika flow rate dihentikan dan
sampler meneruskan untukmengoleksi sampel, kemudiansampel komposit akan terdiri daribagian gas yang terkoleksi ketikatidak ada gas flow
Jika komposisi no-flow berbeda dariaverage composition, sampelsampel tidak representatif
Time-proportional sampling memberikan sampel representatifjika flow rate pada keadaan tunakpada interval sampling atau jikakomposisi stabil sepanjang interval sampling
161
Spot Sampling Intervals
Komposisi variasimungkin muncul karenaperubahan peralatansurface, musim, dan gas reservoir Perlu dipertimbangkan
dalam pemilihan sampling interval untuk spot sampel
Spot sampel akanmemberikan hasil akuratdan representatif jikaproduk komposisi stabilseiring berjalannya waktu
162
Heating & Insulation
Kondensasi mungkin muncul dalam sistem sampling komposit atau spot
Peralatan handling harus menjaga temperatur gas di atas dew point pada setiap tekanan Dapat dilakukan dengan heat tracing line dan sistem
insulasi, menggunakan heated sample probes, atau cara lain untuk memberikan panas pada fluida
163
Tipe-Tipe Sample Containers
164DoubleValveCylynder FloatingPistonCylynder
165
SamplingsystemdenganSeparator
Flow computers
166
Mengindikasikanflowratekeflowproportionalsystem
Vacuum Gathering System Method
167
Sampel Form
168
top related