Know your pressure (Koen Hoogstoel | Yokogawa Belgium)

TitleCopyright © Yokogawa Electric Corporation - 1 -- 1 -

Know your pressure

Inleiding tot drukmetingen – deel 2

Tracy Simoens – Account manager Instrumentation solutions Yokogawa

Koen Hoogstoel – Business manager Instrumentation solutions Yokogawa

Copyright © Yokogawa Electric Corporation - 2 -

Agenda

Verschillende uitvoeringen

Invloed van druk op het proces

Toepassingen en valkuilen bij de installatie

Nauwkeurigheden

Normering, veiligheid


Agenda




Nauwkeurigheden



Uitvoeringen (I)

Automotive, HVAC, remsystemen– Bereik: 1000 bar en meer

– Nauwkeurigheid: 0,1% FS

– Meetprincipe: piëzo


Uitvoeringen (II) - Procesinstrumentatie

Mechanisch (membraan-manometers)

Indicatieve meting

Hoge drukken (600 bar en meer)


Uitvoeringen (III) - Procesinstrumentatie

Elektrisch– Inschroefmodellen

– Installatie met impulsleiding/scheidingsmembranen/manifolds


Uitvoeringen - IV

Speciale uitvoeringen– Sub sea

• 690 bar

• 0,065% accuracy

• 0,1% per 5 year stability

• Submersible

– Voeding/pharma/life science• Hygenic process connections

• GAMP 5, FDA, EHEDG, material cert…

– RVS / low copper housing• Off-shore platforms

SUS316

2.2 Kg

AA365 Al

0.7 Kg


Agenda




Nauwkeurigheden



Voor onsamendrukbare fluida:

v de snelheid (m/s)

g de valversnelling (m/s²)

h het hoogteverschil (m)

p de druk (Pa)

ρ de (massa)dichtheid (kg/m³)

Wet van Bernouilli

Basisprincipes stromingsleer


Wet van Bernoulli: praktische gevolgen

Consequentie: een toename in de snelheid van een vloeistof of gas gaat gepaard met een verlaging van de druk in die vloeistof of dat gas.

Basisprincipes stromingsleer


P = 4 bar, abs

Same volume

2x the gas or steam!

P = 8 bar, abs

Dichtheid ρ ρ ρ ρ is afhankelijk van druk en temperatuur

� Bij eenzelfde volume neemt de dichtheid toe als de druk toeneemt

� Bij eenzelfde volume neemt de dichtheid toe als de temperatuur toeneemt


Agenda




Naukeurigheden



Toepassingen

Debietsmeting

Niveaumeting

Debiet50%

Druk30%

Niveau20%

Vloeistof, gas, stoom

Orifice

Drukmeting


Debiet

Dichtheid

Niveau

Druk

Toepassingen - Applicaties in de procesindustrie

PKQ ∆=

H

p∆=ρ

ρP

H∆

=


Niveau-meting

P2 - P1 = ∆∆∆∆P = ρρρρ . g . h


Niveau-meting

HHHH

hhhh1111

ρρρρ1111

H L

Aan de hoge drukzijde:

PH= ρρρρ1(H+h1)+Po

Aan de lage drukzijde:

PL= Po

Verschildruk:

∆∆∆∆P= PH - PL = ρρρρ1(H+h1)

Po

Po=0 (open tank)

PLPH

Vermits de dichtheid in de tank een constante is: (H+h1)=∆∆∆∆P /ρρρρ1


Scheidingsmembranen

<Document Number>Copyright © Yokogawa Electric Corporation<date/time>

- 18 -

Installatie met scheidingsmembraan – valkuilen

• Creëren van een druk onder absoluut vacuüm:

- Beschadiging van scheidingsmembraan- Beschadiging van het membraan van de verschildrukmeting- Vulolie bereikt dampspanning


- 19 -

- Omgevingstemperatuur:

Invloed op viscositeit en dichtheid van de vulolieBij capillairen van dezelfde lengte is dit effect minder dan bij verschillende lengtenPlaatsen van Sun Protection

�� Scheidingsmembraan en temperatuur – valkuilen


- 20 -

- Procestemperatuur

Effect is groter bij sterk variërende temperaturenCapillairen met isolatie en tracing

�� Scheidingsmembraan en temperatuur – valkuilen


Scheidingsmembranen: wanneer wel en niet?

Met of zonderscheidingsmembraan?

MET membranenNiveau-meting onder druk?

Druk of debiet?Blokkagemogelijk?

Lange afstanden

cappilair? >6m

Korteafstandencappilair?

Gevaarlijkproduct?

Risico op blokkage te wijten aan lengtecappilair of

gevaarlijk product?

MET membranen

MET membranen – aante raden

ZONDER membranen

MET membranen

Ja

Ja Ja

Ja

Ja

NeenNeen

Neen

Neen

Neen

Neen

ZONDER membranen

ZONDER membranen

Ja

Neen

Ja


Dichtheidsmeting

Vermits de hoogte constant is: ρρρρ=∆∆∆∆P/(H)


Debiet

Applicaties in de procesindustrie - debiet

PKQ ∆=

ρεβ

..241

2

4

pdC

Qm ∆⋅⋅Π

⋅⋅−

=


Binnenin de leiding

Snelheid omhoog (V ⇑⇑⇑⇑ )

Druk daalt (P ⇓⇓⇓⇓ )

Dichtheid daalt (ρ ρ ρ ρ ⇓⇓⇓⇓ )

Snelheid omhoog (V ⇑⇑⇑⇑ )

Punt met laagste druk

(vena contracta) verschuift ��

T stijging

D en d wijziging


Multivariabele transmitter

PKQ ∆= ρεβ

..241

2

4

pdC

Qm ∆⋅⋅Π

⋅⋅−

=


Potentiële problemen bij installatie dp-flow

Impulsleidingen: een bron van problemen

Impulse line diameter


Debietmeting - Installatie van de druktransmitter

Vloeistof Gas Stoom


DP-flow meting op stoom

Condensatievat– Behoedt Tx van (te) hoge stoomtemperatuur

– Opletten bij opstart installatie• Opvullen condenstaat

• Overdruk op de transmitter

• “nullen” van de transmitter

Isolatie-klep

Opening voor

vullen cappilair


Wat is hier fout?


Blokkering van de impulsleidingen (ILBD)

Blokkage van de impulsleiding leidt tot verkeerde meetresultaten

Regelmatige controle (onderhoud!)

ILBD bij sommige drukomvormers ingebouwd

Impulsleiding geblokkeerd

Normale situatie


Voorbeelden in het veld: meetschijven

Dubbele isolatiekleppen (grote drukken)

Extra verwarming/isolatie rond impulsleidingen


Voorbeelden in het veld: averaging pitot

Dubbele isolatiekleppen“Split range” en bi-directioneelMet geïntegreerde temperatuursensor voormassadebietsmeting


Agenda




Nauwkeurigheden



Onnauwkeurigheden in het proces

– E1 = Referentie nauwkeurigheid (typisch 0,065%)

– E2 = Temperatuurseffect

– E3 = “Span” effect (op statische druk)

– E4 = “Zero” effect (op statische druk)

– E5 = Overdruk-effect

T.P.E. = Total probably error (E1; E2; E3)

T.A. = Total accuracy (E1; E2; E3; E4; E5)

2

5

2

43

2

2

2

1 )( EEEEE ++++

Nauwkeurigheden: hoe nauwkeurig meet ik?


Agenda




Nauwkeurigheden



ATEX

ATmosphères Explosibles

De ATEX productrichtlijn 94/9/EG– Voorschriften voor apparaten en beveiligingssystemen op plaatsen ("zones") waar stof- of gasexplosiegevaar kan optreden

ATEX-richtlijn 1999/92/EG– Beschrijft voor werkgevers de minimum veiligheideisen om een gezonde en veilige werkomgeving te creëren voor werknemers die door explosieve atmosferen gevaar kunnen lopen


ATEX

De ATEX productrichtlijn 94/9/EG– 1. Explosiegroepen

– 2. Zone indeling

– 3. Apparatencategorieën

– 4. Temperatuurklassen

– 5. Ontstekingsbeschermingswijze

Voorbeeld (code)


PED

Pressure Equipment Directive– Gerelateerd aan veiligheid

Europese standaard voor het design en fabrikatie van drukapparatuur– Stoomketels

– Leidingen

– Veiligheidskleppen

– Druktransmitters

Geldt vanaf bepaalde categorie– Volume hoger dan 1 liter

– Druk hoger dan 0,5 bar gauge


SIL

Sil = Saftey integrity level

SIL is een onderdeel van de normeringen IEC 61508 en IEC 61511

Deze normeringen bepalen dat processen systematisch beoordeeld moeten worden, zodat duidelijk wordt wat de kans op een gevaarlijk falen is, en wat de gevolgen van dat gevaarlijk falen kunnen zijn

Kans op falen wordt onderverdeeld in niveau’s:


Installatie veilig?


Alles nog steeds veilig? OK!


Ooops


- 43 -

Bedankt voor uw aandacht

Vragen?

Know your pressure (Koen Hoogstoel | Yokogawa Belgium)

Presentations & Public Speaking

Transcript of Know your pressure (Koen Hoogstoel | Yokogawa Belgium)