Als meten er echt toe doet – vijf toepassingen die profiteren van Coriolis-flowmeters

De vele voordelen van Coriolis-flowmeters hebben ertoe geleid dat ze worden beschouwd als de gouden standaard in flowmetingen voor een groeiend aantal industriële toepassingen. David Bowers, Pressure and Process Flow Product Manager UK&IE voor ABB Measurement &Analytics, legt de belangrijkste voordelen uit die ze bieden ten opzichte van andere soorten flowmeters en kijkt naar de top vijf van toepassingen waarbij Coriolis-flowmeters de beste resultaten leveren.

Sinds hun introductie in de jaren tachtig zijn Coriolis-massastroommeters een van de meest veelzijdige en betrouwbare middelen geworden om de stroom van vloeistoffen of gassen te meten. Ze staan ​​bekend om hun vermogen om meerdere attributen te meten over langdurige perioden met hoge herhaalbaarheid en zeer weinig onderhoud, en hebben gestaag een reputatie opgebouwd voor nauwkeurigheid, veelzijdigheid en duurzaamheid, wat heeft geleid tot hun gebruik in een groeiend aantal industrieën.

Coriolis-flowmeters werken door de massastroomsnelheid en dichtheid en temperatuur van een vloeistof te meten terwijl deze door een trillende buis stroomt. Door ook de dichtheid te meten, maken de meters extra berekeningen mogelijk over de concentratie van de stof.

Door massastroom, dichtheid, concentratie en temperatuur te meten, kan een enkele Coriolis-meter het werk doen van meerdere instrumenten, waardoor de aanschafkosten van afzonderlijke apparaten worden geëlimineerd en de behoefte aan reserveonderdelen en algeheel onderhoud wordt geminimaliseerd.

Deze combinatie van metingen kan in veel toepassingen zeer nuttig zijn. Bij oliewinning, bijvoorbeeld, kunnen de gecombineerde metingen die beschikbaar zijn met behulp van een Coriolis-meter helpen bepalen hoeveel water er met de olie uit de grond komt, wat een bruikbare indicator vormt voor de algehele productie-efficiëntie.”

De werkingsprincipes van Coriolis-meters bieden verschillende duidelijke voordelen. Zonder bewegende delen die in direct contact komen met de gemeten stof, of het nu gas of vloeistof is, hebben ze weinig onderhoud of onderhoud nodig. Eenmaal in de fabriek gekalibreerd, blijven ze ook gedurende hun hele levenscyclus gekalibreerd.

Omdat Coriolis het enige principe is dat de massastroom van gas en vloeistoffen kan meten zonder enige berekening, zijn de resultaten bovendien onafhankelijk van veranderingen in temperatuur of druk. Het gebruik van Coriolis-flowmeters maakt ook dichtheidsmetingen mogelijk, waardoor ze een echte multi-variabele meetoplossing zijn voor vuloperaties in de chemische, voedsel- en andere soortgelijke procesindustrieën.

De huidige Coriolis-flowmeters zijn zeer nauwkeurig. De nauwkeurigheid van de nieuwe ABB CoriolisMaster-flowmetermodellen varieert bijvoorbeeld van 0,1 tot 0,4 procent van de gemeten waarde voor vloeistoffen en 0,5 tot 1 procent van de meetwaarde voor gassen. Door de hoge nauwkeurigheid zijn Coriolis-flowmeters voor de hand liggende kandidaten voor een breed scala aan toepassingen - deze worden in de volgende sectie onderzocht.

Vijf toepassingen voor Coriolis-flowmeters

Chemische Coriolis-flowmeters

De chemische industrie is een belangrijke toepasser van Coriolis-technologie, waarbij veiligheid de belangrijkste reden is. Bij het doseren van chemicaliën zoals zuren of alkaliën om een ​​reactie te krijgen, kan het gevaarlijk zijn om de chemische stof te weinig of te veel te vullen. In sommige gevallen kan overdosering ook van invloed zijn op de winst van een bedrijf.

Naast nauwkeurigheid zijn de duurzaamheid en flexibiliteit van Coriolis-flowmeters een andere reden waarom deze technologie populair is in de sector. Bepaalde agressieve chemicaliën kunnen bijvoorbeeld de primaire meetbuis scheuren. Coriolis-flowmeters hebben echter een secundaire insluiting die een vloeistof gedurende een bepaalde periode op een nauwkeurige druk houdt.

Bovendien, als de bevochtigde materialen geschikt zijn voor de te doseren chemische stof, kan een Coriolis-flowmeter worden gebruikt om meerdere chemicaliën te meten zonder productieonderbrekingen veroorzaakt door te moeten schakelen tussen verschillende opstellingen.

De hoge nauwkeurigheid van Coriolis-flowmeters maakt ze ook een ideale oplossing voor allocatietoepassingen waarbij hoeveelheden chemicaliën aan derden worden verkocht. Door eventuele afwijkingen in de meting te elimineren, kunnen Coriolis-flowmeters ervoor zorgen dat de verkochte hoeveelheden exact overeenkomen met wat is besteld.

Olie &Gas Coriolis-flowmeters

Veiligheid en financiële factoren zijn belangrijke drijfveren voor het gebruik van meetapparatuur in de olie- en gasindustrie. Om veiligheidsredenen zijn nauwkeurige resultaten nodig, en nu operators olie en gas op diepere locaties winnen, heeft de daarmee gepaard gaande hogere druk gevolgen voor meettechnologieën.

Vanuit financieel oogpunt moeten bij aanvragen voor overdracht van bewaring waarbij olie- en gasleveringen van eigenaar moeten veranderen, relevante belastingen worden betaald aan de autoriteiten. Als u dit niet doet, kan dit leiden tot boetes en in sommige gevallen tot gevangenisstraf. En in veel gevallen, met meerdere partijen, waaronder overheden en upstream-operators die een percentage van een olie- of gasveld bezitten, is nauwkeurige meting vereist om ervoor te zorgen dat alle partijen de inkomsten ontvangen waar ze recht op hebben.

Omdat nauwkeurigheid van het grootste belang is, tilt de olie- en gasindustrie meten naar een ander niveau. Om deze reden zijn de kosten van het meetapparaat zelden een beïnvloedende factor, waarbij de industrie de beste instrumenten voor de klus kiest. Om deze reden hebben Coriolis-flowmeters de neiging om op grote schaal te worden toegepast in olie- en gastoepassingen.

Naast het gebruik van Coriolis-flowmeters om stromen van gassen en vloeistoffen te meten, vergelijkt de industrie ook Coriolis-metingen met afzonderlijke temperatuur-, druk- en flowmeterapparaten en volgt de ISO-richtlijnen om ervoor te zorgen dat de werkelijke metingen zo nauwkeurig mogelijk zijn. Een flowcomputer wordt vervolgens gebruikt om deze metingen te controleren en de betrokken bedrijven hiervan een verslag te geven. Operators hebben zelfs een redundante lijn, zodat het testen indien nodig kan worden herhaald.

Olie en gas zullen altijd gemengde media bevatten omdat natuurlijke hulpbronnen water of deeltjes in zich zullen hebben wanneer ze voor het eerst worden gewonnen. Een Coriolis-flowmeter kan veel verschillende waarden aflezen en verschillende vloeistoffen meten. Dit maakt ze ideaal voor het nauwkeurig meten van stromen waar gemengde fracties van gas, vloeistof en meegesleepte deeltjes aanwezig kunnen zijn.

Waterstof Coriolis-stroommeters

Waterstof zal de toekomst zijn voor Coriolis-flowmeters. Terwijl landen over de hele wereld op zoek zijn naar alternatieve methoden om aan hun energiebehoefte te voldoen, zal het gebruik van waterstof toenemen, en wel in een aanzienlijk tempo.

Volgens Grand View Research ³ , werd de wereldwijde markt voor waterstofproductie geschat op 120,77 miljard dollar in 2020 en zal naar verwachting groeien met een samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR) van 5,7% van 2021 tot 2028. Een exponentiële toename van de vraag naar schone en groene brandstof als gevolg van stijgende vervuilingsniveaus, in combinatie met toenemende overheidsregelgeving om het zwavelgehalte in brandstoffen te beheersen en te beteugelen, zal naar verwachting deze groei stimuleren.

Een deel van de overstap naar schonere energie zal ervoor zorgen dat de aardgasnetwerken in het VK en Europa overschakelen van methaan naar waterstof, en Coriolis-flowmeters zijn goed geplaatst om de omschakeling te ondersteunen. Coriolis-flowmeters hebben een groot voordeel ten opzichte van andere technologieën, omdat ze gassen net zo nauwkeurig kunnen meten als vloeistoffen, met een uitzonderlijke turndown-verhouding.

Voedingsmiddelen Coriolis-stroommeters

De voedings- en drankensector is de grootste groeimarkt voor Coriolis-flowmeters. In deze industrie maakt de inherente veelzijdigheid van Coriolis-flowmeters het mogelijk ze te gebruiken voor het meten van een breed scala aan voedingsmiddelen en dranken, van yoghurt en melk tot alcohol en olijfolie. Omdat voedsel- en drankproducenten doorgaans zowel in volume als in massa verkopen, begrijpt de industrie de nauwkeurigheid, veelzijdigheid en turndown-voordelen van Coriolis-flowmeters volledig in vergelijking met andere meettechnologieën.

Net als de chemische industrie worden Coriolis-flowmeters gebruikt ter ondersteuning van de dosering van geconcentreerde ingrediënten die nodig zijn voor de productie. In de alcoholindustrie zorgen de hoge nauwkeurigheid en prestaties van Coriolis-flowmeters ervoor dat ze veel worden gebruikt door distilleerderijbedrijven, zowel om de productie van hoogwaardige whisky tijdens het distillatieproces te garanderen als voor de overdracht van bewaring om ervoor te zorgen dat de bedrijven de juiste belastingen betalen aan autoriteiten.

Ditzelfde voordeel geldt ook voor andere productieprocessen voor voedingsmiddelen en dranken, waar factoren zoals de sterkte van de ingrediënten, de kosten en de noodzaak om consequent nauwkeurige mengsels te verkrijgen, zorgvuldige doseringsmeting en -controle vereisen. Voor toepassingen zoals het doseren van concentraat kan de nauwkeurige meting die kan worden bereikt door Coriolis-flowmeters te gebruiken, helpen om de juiste productkwaliteit te bereiken en tegelijkertijd de productiekosten te minimaliseren.

Coriolis-flowmeters testen op motor

Vanwege de klimaatverandering is de noodzaak om de uitlaatemissies nauwkeurig te meten een belangrijke prioriteit voor autobedrijven, emissietestcentra en bestuursorganen. Elke keer dat een fabrikant een motor ontwikkelt, moet hij aantonen hoe deze voldoet aan de emissienormen.

Hoewel de turndown en nauwkeurigheid van Coriolis-flowmeters het een aantrekkelijke keuze maken voor de industrie, biedt de flexibiliteit van de technologie grote voordelen. Er kan bijvoorbeeld efficiëntie worden bereikt doordat dezelfde Coriolis-flowmeter en opstelling kan worden gebruikt om de emissies van een reeks motorgroottes te meten, zonder dat herkalibratie nodig is wanneer verschillende testbrandstoffen worden gebruikt. Als zodanig worden Coriolis-flowmeters een aantrekkelijkere meettechnologie in vergelijking met meer gevestigde - en mogelijk duurdere - methoden zoals gravimetrische meetsystemen.

Vergadering coriolis-flowmeter doelen

Hoewel Coriolis-flowmeters misschien niet de meest kosteneffectieve optie zijn in termen van initiële aankoopkosten, maken hun lage eigendomskosten en het gebruik van verificatiesoftware een langere tijd tussen interventies en onderhoudsactiviteiten mogelijk. Verificatiesoftware kan op zijn minst de periode tussen een natte QA-kalibratietest verdubbelen, waardoor een hogere productiviteit mogelijk wordt door minder uitvaltijd.

Hun vermogen om veelzijdige, zeer nauwkeurige metingen te leveren in een compact, eenvoudig te installeren en te gebruiken ontwerp, maakt ze het betere alternatief voor andere flowmetertechnologieën in een groeiend aantal situaties.

Extra voordelen zijn ook mogelijk door de toevoeging van Power over Ethernet (PoE)-technologie, die nu beschikbaar is voor de CoriolisMaster-flowmeter van ABB. PoE biedt verschillende voordelen voor procesingenieurs, omdat er geen aparte DC-stroominfrastructuur nodig is en stroom en communicatie via dezelfde kabel wordt geleverd. Dit zorgt voor nieuwe wendbaarheid, aangezien flowmeters overal kunnen worden geïnstalleerd. Het aanbieden van een modulair ontwerp maakt de combinatie van beide werelden mogelijk en zorgt ervoor dat apparaten toekomstbestendig zijn, waardoor de levensduur van de flowmeters wordt verlengd.

Bovendien vergroten flowmeters met Ethernet-connectiviteit de eenvoud, flexibiliteit en betrouwbaarheid voor bewerkingen in procesautomatisering, terwijl ze de realtime zichtbaarheid van gegevens verbeteren. Eerder verborgen gegevens in veldapparatuur, zoals meetwaarden over dichtheid, geleidbaarheid of concentratie van het medium, kunnen worden ontgrendeld, zodat klanten in alle sectoren redundante meetpunten in hun fabrieken kunnen identificeren om onderweg besparingen te realiseren.

Referenties

1 – Flow Meter Marktomvang en aandeel | Industrierapport, 2021-2028 (grandviewresearch.com)

2 – Chemische industrie wereldwijd – statistieken &feiten | Statistisch

3 – Global Hydrogen Generation Market Size Report, 2021-2028 (grandviewresearch.com)