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1、FLUENTA 2010,味而达科技有限公司GOLDEN STAR TECHNOLOGY CO.,LTD,火炬气超声波流量计您理想的火炬气流量测量解决方案,FLUENTA FGM 160,Golden Star Technology Co.,Ltd.Beijing Representative Office,2,公司简介,GOLDEN STAR TECHNOLOGY成立于1982年，是工业测量和控制解决方案提供商，在台湾和中国设有办事处。而且凭借我们的能力，为客户提供现场仪表和控制产品完整的解决方案。我们可以提供在线测量和分析的整装橇装，对石油和石化工业的成本计量，起到关键的作用。多年来我们扩
2、大了我们的能力，如热追踪技术和阴极保护的交钥匙工程。我们提供整套控制器、现场安装、调试与试车服务的全能公司，并且对用户进行技术培训。Seal Control有限公司是我们在新加坡的业务伙伴，拓宽了产品在东南亚，台湾和中国服务的供应范围。由于我们不断参与中石油和中石化，台湾的中鼎公司在国外的项目，我们的市场已延伸到非洲和中东地区。我们在不断努力，为我们的客户提供更优质的产品解决方案系统服务，因为我们相信质量是根本和保证。在味而达，我们不仅要努力满足客户的需求，而且还要建立与客户、制造商和我们自己的的工作人员的长期合作关系。我们很希望能够成为您合格的供应商，并且更好的实现我们的价值。今天，我们主要
3、致力于：热追踪和阴极保护系统，包括设计，安装，现场监督，启动和调试。现场仪表和分析仪表的维修。PLC系统集成。有关的密度，粘度，含水分析仪，折射率，硫含量和自动采样器，以及对石油和石化领域的成本计量系统的橇装设备。提供流量，液位，压力，温度，过程分析和控制阀。,Golden Star Technology Co.,Ltd.Beijing Representative Office,3,产品与服务,Golden Star Technology Co.,Ltd.Beijing Representative Office,4,公司产品,安装,参考资料,流量计算机,原理,历史,为什么测量？,典型案例,
4、FGM160特点,挑战,传感器,标定,GGFR,指导,挪威情况,FLUENTA 2010,目录,Fluenta 火炬气流量计历史,1982-1986:FGM创立于 Christian Michelsen 学院(卑尔根,挪威)1985 Fluenta AS 创立于卑尔根市1987 第一台Fluenta 流量计上市(FGM 100)安装于Krst 和 Gullfaks(挪威石油公司)1992 FGM 100 Mk II 流量计算机诞生1998 FGM 130 流量计算机诞生2006 FGM 160 现场流量计算机诞生 Ex de现场操作员&控制室操作软件至今:Fluenta 流量计供货超过1000
5、 条火炬气管线,Home,Return,FLUENTA 2010,FGM 160,Home,Return,全球用户:超过 600 用户 和 40 国家,FLUENTA 2010,为什么测量火炬气?,减少损失.火炬气流量的测量一直以来都是那些会排放碳氢化合物和其他废气的化工、石化、炼油和其他各类工艺工厂的需求，传统的流量测量技术都无法满足火炬气测量的高要求，始于1982年的超声波测量火炬气流量的方法如今已成为这一高要求、日益重要的应用中公认的测量技术。工艺需要监控火炬气流量的主要原因：1）政府环保要求。如美国一些地方政府实施了一些减少火炬气排放的计划尤其是关于CO2和其他温室气体的排放。除此之外
6、，美国政府还实施了许多排放指标交易计划，允许排放量较低的新建的工厂和排放量较高的旧工厂之间就排放指标进行交易。2）检测泄漏。在大多数工厂安装了火炬气流量计后，有经验的业主很快意识到可以通过观察火炬气流量即可检测出运行中的问题。用户通常能够通过追溯气流来源而找出某个工艺单位中意外开启的阀门或者在开启后没有重置的“断开”的泄压阀（PRV）。3）工艺物料平衡。通过超声波流量计测量火炬气流量帮助验证物料平衡的关键元素。4）火炬燃烧控制。如果火炬系统的“废气”成分中很大比重为惰性氮气或其他在工艺中用于安全惰性的“陪衬”气，那么火炬气可能没有足够用于控制火炬火焰的碳氢化合物，这样会阻碍废气完全燃烧。在这种
7、情况下，火炬气流量计与其他分析相结合提供天然气以确保适量的废气被燃烧。,充分利用能源产品!,Home,Return,火炬气测量系统安装主要是为了:渗漏检测生产质量平衡 环境保护国家排放标准CO2征税,为什么要测量火炬气?,Home,FLUENTA 2010,大管径高流速范围多组份气体 GDM低操作压力危险区域的操作流体中含有污垢，冷凝物和颗粒,火炬气测量的挑战,Home,FLUENTA 2010,高流速范围(NORSOK 标准:0-100 m/s)测量精度高于 5%非浸入安装安装简单，可在线安装维护低维护成本,火炬气测量的要求,Home,Return,Home,全球废气减排,Home,Retu
8、rn,全球火炬气燃烧量估计达到 150 Bcm/年(相当于欧盟30%的天然气消耗量).由全球燃烧产生的排放物CO2超过 400 公吨 每年。为了拥护政府和石油工业部门控制减少燃烧气和废气的排放，成立了减少天然气燃烧全球合作伙伴关系；颁布发行规章标准，分享最佳实践经验，促进交流，并帮助各国获得资金。GGFR 伙伴关系包括:捐助国(加拿大,法国,挪威,美国)客户国和各国家石油公司(阿尔及利亚,安哥拉,喀麦隆,乍得,赤道几内亚,尼日利亚,厄瓜多尔,印度尼西亚,俄罗斯,哈萨克斯坦,.)国际石油公司(英国石油公司,雪佛龙石油公司,埃尼集团,埃克森美孚国际石油公司,美国马拉松石油公司,壳牌,海德鲁,道达尔
9、,.)国际组织(世界银行,石油输出国组织和欧盟),全球废气减排合作伙伴,过去的20年石油天然气产量不断的增加,挪威燃烧气排放量体积却保持稳定或减少，天然气的使用率达到99.8%.这是因为政府的政策，同样也是挪威政府和石油企业紧密合作的结果,Home,废气减排:挪威的情况,挪威是拥有现代化工业的发达国家。挪威人均GDP达到81085美元（2010数据），2011年全球人均GDP世界排名第三，仅次于卡塔尔和卢森堡。挪威是一个高度发达的工业国家，是欧洲十大经济国之一。人均GDP是北欧之首。挪威90年代起油气产量超过英国，成为一个新兴的油气生产国。北海油田生产的油、气，除满足本国自身消费外，还大量出口
10、。在北海主要油田的集中海域，新建了许多新输油管道、石油终点站和油港。深海采油技术发达。现有可开采原油蕴藏量为42.8亿立方米，天然气4万多亿立方米。其他矿产资源有：煤25亿吨，铁0.3亿吨，钛0.18亿吨。水力资源丰富，可开发的水电资源约1870亿度，已开发63%。北部沿海是世界著名渔场。农业面积10463平方公里，其中牧草地6329平方公里。副食基本可自给，粮食主要靠进口。在挪威天然气燃烧在石油开采之初就被禁止;目的:避免浪费宝贵的能源维持挪威大陆架的竞争力保护环境经营者的义务建立“环境影响评价”和控制系统，遵守相关条例制度。通过计量系统测量燃烧气和废气保持排放记录计量标准计量精确度必须不低
11、于5%传感器每6个月需要检查一次根据Norsok 标准 I-SR 103 计量流速范围为 0.2-100 米/秒.,Home,Return,燃烧气减排:挪威实例,除了尺寸和流量标准外，火炬气流量计还必须具备:可用于危险区域且不受天气影响可测干燥和潮湿的气体不受介质成份限制无压损可在线维护，无需停车超声波流量计经过证实是最适合测量火炬气的流量计，是用户最佳的选择,Source:Clearstone Engineering Ltd-Technical Report,Guidelines on Flare and Vent Measurement,prepared for the GGFR part
12、nership and the World Bank-Sept.18,2008,Home,火炬气测量:测量技术,工业废气及火炬气流量测量,非浸入式安装，无压损现场流量计算机解决方案,FGM 160 超声波流量计,Home,超声波技术与其它测量技术对比,差压技术高维护成本所有尺寸管径均为插入式低压/低流量下没有读数,流量量程比小，典型的是5:1；有压降在低速率的情况下才能保持高精确性差压技术精度都达不到（5%）的要求 热值测量技术流量范围有限：600:1高维护成本在低流量下的不确定性插入式安装易堵塞在线安装时需要将关闭工艺流程内联校准易凝结 维修费用高光学技术高维护成本 1500:1定期维护对有
13、介质中的污垢，粒子等物质极其敏感需要不断清洗光学镜头低流速时无法测量,无可动部件,无压力损失测量不局限于气体组份 耐液滴、颗粒污垢量程比(3,000:1)低标定要求低维护成本维护简单，无需停车可在线更换传感器,Home,Return,超声波流量计,FGM 160 超声波流量计,Home,超声波流量计:测量原理,FGM 160 超声波流量计,声波传输时间差原理,Fluenta FGM 160 超声波时差法流量计是利用上行和下行的传递时间差来测量的。超声波信号按照一定角度在介质中传输，从1传感器传输到2传感器，1、2传感器都具备发射与接收功能；传输时间来测量流速，传输方向(t12)和传输方向(t2
14、1).流速是通过声波传输时差原理测得，声波传输和介质流向成一定角度：流速计算同样包括流量剖面校准，通过雷诺数(Re).:流体介质粘度,FGM 160 超声波流量计,我们使用只有一对探头，单信号检测的方法，就可以覆盖整个管径的流型范围，其它的要两对传感器去覆盖整个速度范围，比如说，45 对角线(长路径)对于低流速，90 偏离(短路径)对于高流速介质。,传递时间可以通过相关的相位检测来测量。激励信号从高速率到低速率是被优化的：对于低速率是等幅波信号(CW)；基于在DISTRIBUTION AND TRANSMISSION 管线上，根据API 报告 14E，流速限制到24M/S(由于内部的腐蚀和震动
15、检测元件），在这个流速范围内，我们采用continuous sine ware 范围在135-300Kz的频率信号；对于高速率是线性调频信号(频率不同，来确定波形和周期)。对于极大流速的气体，我们采用连续的变化的 60-100kz的低频信号和互相关技术；（流量计利用互相关时差技术，结合数字信号处理）利用连续的正弦信号和变化频率信号组合，我们被称为“chirp”,来提高低流速的分辨率和测量高流速产生的过程噪声；,FGM 160 超声波流量计,测量参数:声速c压力 P温度 T已知量:c,P,T 及气体的组成,质量流量和分子量,气体的密度,Home,Return,超声波技术测量的特点,FGM 160
16、 在线计算气体密度和分子量是通过超声波传递时间的测量，管线压力和温度的测量的这些信息来得出的。通用密度模型(GDM)是基于在低压力情况下的已知的碳氢化合物气体特性之间的关系，气体密度和分子量。模型假定声速(VoS)，压力(P)，温度(T)和 R(气体常数=8.31432 J/mol*K)为已知。GDM 是一个通用模型，没有预先知道气体的组分。改进的GDM模型：增加大量的组分数据库；输入:声速(VoS):基于超声波传递时间的测量来计算压力(P):通过压力变送器测量温度(T):通过温度变送器测量输出:气体密度分子量质量流量模型不确定性:基于模型评估，气体密度计算模型不确定性估计有 2%。,FGM
17、160 密度计算,理想状态下气体的密度公式PV=Nrt;=M/V 由得：=PM/nRT对1摩尔气体，有：=PM/RT式中为密度，P为压强，M为质量，V为体积，n为物质的量，R为常数。普通物理讲的理想气体公式:PV=nRT(P:气压，V:体积，n:物质的量，R:常数，T:温度)。由于气体的可压缩性，决定了它的流量测量比液体复杂，仪表的输出信号除了与输入信号有关，还与气体密度有关，而气体的密度又是温度和压力（简称温压）的函数。所以，气体的流量测量普遍存在温压补偿问题。在仪表的设计或对旧设备的改造中，气体流量测控系统应尽可能采用微机化仪表，根据被测气体及仪表类型，选用合适的数学模型，实施温压自动补偿
18、。大部分气体，可近似地视为理想气体，其密度可用经过补正的理想气体状态方程来表示。有的气体，如水蒸气，即有别于理想气体，其密度不宜简单地用理想气体状态方程来表示。气体又有干、湿之分，对于湿气体，其密度除了与温度、压力有关外，还与湿度有关。近年来，不断涌现的微机化仪表，使气体流量测量的温压补偿变得简便而精确，从而提高了测量精度。气体流量测量普遍存在温压补偿问题，这是由气体的特性所确定了的。因此，在气体流量测量系统中，温压补偿是其中一个不可缺少的环节。若缺少这一环节，或不给于应有的重视，就会给测量带来误差，有时误差可高达百分之数十，甚至更大，使仪表的示值变得毫无意义。,密度计算,Home,Fluen
19、ta FGM 160 特点,FLUENTA 2010,FGM 160 超声波流量计,FLUENTA 火炬气测量,单通道测量现场流量计算机所有尺寸管径均采用非浸入式安装传感器在线可伸缩 单一尺寸/单一设计,对于所有管尺寸(4”84”)测量流速范围：0.03-120 m/s量程比:4,000:1测量精度:2.5-5%最优可以达到：1%操作温度最高可达：+150C本质安全 Zone 0,Home,Return,Fluenta FGM 160:,通信:模拟输出 脉冲/频率 HART ModbusTM TCP/IP FoundationTM Fieldbus供电:20-32 VDC or 110-240
20、 VAC认证:EEx de(ia)/IP 66-ATEX,CSA,GOST计算:体积和质量流量 总容积和净容积 质量流量 密度和分子量 配置软件:操作员和控制室控制 流量软件,FGM 160 传感器,传递时间测量原理独立于气体组分独立于操作压力可伸缩传感器，没有特殊工具易于安装和维修湿式传感器,冲洗管道壁无压损，扛震动干扰无机械故障，无污垢通用安装水平、垂直和倾斜管道冷分接，热分接或排气套管宽调节比从低到高 火炬测量精确的物料平衡计算坚固性和可靠性探针和流量计算机为不锈钢（可选）,FGM 160 传感器特点,非浸入式,所有尺寸管道传感器齐平管壁适用于潮湿及干燥的介质使用寿命长，维护量小ATEX
21、 认证(本质安全)无需特殊工具可在线安装及拆卸,其它超声波流量计采用插入式传感器安装:当高流速时，传感器震动传感器易被介质中颗粒，液滴阻塞及撞击污垢阻塞易导致传奇机械故障,Home,冲洗管道内壁没有失败的风险和污染，对照插入探针。,插入传感器所承受的机械耗损，归因于高速率引起的震动，和夹带的颗粒和碎屑在火炬管线内，导致探针完全和损坏。,FGM 160 传感器,1:打开法兰螺栓,2:收缩传感器,3:关闭隔离球阀,4:排掉剩余介质,取下传感器,无需特殊工具,Home,标准可伸缩传感器设计,材 质:SS316/钛合金安全等级:ATEX/Ex ia IIC T6 本质安全操作温度:-70/+150 设
22、计温度:-150/+315 操作压力:0.8-10 barA(150 psiA)设计压力:20 barA（绝压）,Home,Return,FGM 160 传感器技术参数,现场防爆等级流量计算机带温压补偿计量总体积及质量方便操作编程自检功能反应迅速高分辨率(0.0008 m/s),Home,FGM 160 流量计算机特点,Ex e 外壳(e),Ex d 电子式(易于维护),设计多个电缆接口，外壳简单结实,Home,FGM 160 流量计算机:,FGM 160 通讯通过模拟输出和 RS 485 串行端口.流量数据可以通过不同方式远传至远程计算机或监控系统:通过485串行接口,使用“操作员&服务界面
23、”软件。工业以太网,通过RS 485-TCP/IP 转换.,Home,FGM 160 流量计算机:智能,系统图,外壳材质:SS316,包括遮阳棚 安全等级:ATEX/Ex de(ia)IIC T5-T6(IP 66)操作温度:-40 to+85 deg.C(环境温度可达+60C)电 源:24 VDC(110/240 VAC 可选)功 耗:13 W(包括.PT&TT 电源)输入信号:-传感器信号通过仪器电缆-温度和压力信号 4-20mA 或者HART输出信号:-3 x 4-20mA analogue,configurable-2 x RS 422/485 串口(Modbus)可选输出信号:-3
24、x 4-20mA 通道/HART-脉冲/频率信号-现场功能总线电缆接口ISO M20(1/2”NPT 可选),Home,FGM 160 流量计算机技术参数,参数配置:设定:输入/输出,报警,通讯端口,数据存储,测量单位,参数 量程等.监视界面:显示:计量 和 计算参数：如.流量,压力,温度,密度,声速等,曲线:四参数动态趋势图记录:事件和报警,基于Windowa系统，操作员&服务界面允许操作者配置流量设备和监控设备参数:,Home,FGM 160 流量计算机:操作员&用户界面,Return,Home,FGM 160 流量计安装,FLUENTA 传感器安装,GE安装实例,FLUENTA安装,FG
25、M 160 现场变送器解决方案,FLUENTA,Home,FGM 160 安装:流量计安装位置,空间要求,Home,FGM 160 安装:流量计长度和空间,减少仪表直管段长度(10D/5D,vs.20D/10D 对于其他)传感器的位置不依赖管道尺寸和速度范围水平，垂直或倾斜管道安装,最小直管段要求,FGM 160 安装,易于安装无需生产停工无需特殊工具,FGM 160 传感器,在水平管道时,传感器必须安装水平于管道,为了避免管道中的沉积介质堵塞传感器探头，影响声波传输，从而影响到测量。,在垂直管道，传感器的安装没有特要求。但是，上游传感器必须在传感器支撑处预留排污口，以避免沉积的液体影响传感器
26、工作.,Home,FGM 160 传感器安装:传感器安装角度,当工艺停下来的时候，流量计安装可以一并提供一个直管段，带焊接好的传感器支撑和温度压力传感器安装孔。,FGM 160 超声波流量计，传感器支撑需要按照一定的角度焊接在火炬气管道上,.在Fluenta 工程师指导下焊接,完整的安装包括：超声波传感器，流浪计算机，温度&压力变送器的安装,Home,Return,FGM 160 安装:传感器支撑,快速连接从传感器到现场计算机插接式连接电缆，可达50m长,FGM 160 传感器,流量计的测量精度和声波信号的传输时间有关.传输时间测量，信号的特性必须允许系统识别其与噪音的区别。为了做到这一点Fl
27、uenta 工程师选择了多种声波频率。标定就是为了确定这些，在有压力和温度的条件及无流量的情况下校准零点,Signals correlation,Home,Return,FGM 160 流量计标定,Transit Time Measurement,挪威石油公司 Mongstad 炼油厂(挪威)流量计安装在60”燃气管道上火炬气分别来自两个不同的工艺用户的难题是如何判断哪个流程程泄露燃气。,流量计分别安装在两条燃气管线上，来监视工艺流程。用户可以避免巨大的燃气能源损失付出:远少于一年节省的费用,Home,典型案例,石油产量200,000 bpd(31,800 m3/天)20%伴产气(6,360
28、m3/天或224,600 cf/天)50%伴产气燃烧掉(112,300 cfd)根据天然气价格10$/1,000 cf(0.3$/m3)最初燃烧的天然气体积可回收20%,Home,Return,燃烧气减排:一个值得研究的课题,KNOW YOUR FLOW,味而达科技有限公司中国总代理及技术服务中心：北京分公司北京市朝阳区望京东路8号锐创国际中心B座2101 电话：010-84177519/17传真：01084177516E-mail:,亚洲,高雄总公司高雄市前镇区复兴四路二号10F-03电话：886-7-537 1599传真：886-7-537 1699Website:,台 北分公司新加坡分公
29、司淮 安分公司广 州联络处,BUSINESS 公司的办事处,北京,淮安,广州,新加坡,公司总部,北京市朝阳区望京东路8号锐创国际中心B座2101 电话：010-84177519/17传真：01084177516,高雄总公司高雄市前镇区复兴四路二号10F-03电话：886-7-537 1599传真：886-7-537 1699,江苏省淮安市清河区万达广场5号2单元1705室 电话：0517-80836378传真：0517-80836378,广州市花都区新华秀全大道2号展麟大厦A-1703 电话：020-36807312传真：020-36807312,25 Woodlands Industrial Park E1#06-01 Singpon 电话：0065-62962988传真：0065-63680573,谢谢!,还有其它问题吗?,
