0

برق، کنترل، ابزار دقیق، مخابرات

آموزش جامع فلومترها- اندازه گیری دبی یا فلوسنج

دی ۳, ۱۳۹۵ در ۷:۲۸ ب.ظ


اندازه گیری دبی چیست؟

دوره آنلاین طراحی نیروگاه با نرم افزار ThermoFlow
دوره آنلاین طراحی سه بعدی واحدهای فرایندی با نرم افزار PDMS
دوره آنلاین شبیه سازی مخازن نفت با نرم افزار Eclipse

اندازه گیری دبی که در واقع اندازه گیری میزان سیال یا فلومتر به آن می گویند در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و آب یکی از مهمترین پارامترهایی می باشد که باید در سیستم و پروسه اندازه گیری شود و دقت اندازه گیری آن بسیار مهم است. فلومترها اساسی ترین نقش را در پروسه ها ایجاد می کنند،این نقش در موارد و مکانهای مختلف اهمیت مختلفی دارد.

یکی از ساده ترین کاربرد های فلومترها در پمپ های بنزین می باشد که روزانه همه ما با آن سروکار داریم، اندازه گیری میزان بنزین فروخته شده می باشد.به این دقت کنید که این پارامتر چقدر با اهمیت می باشد و از همه مهمتر دقت و صحت اندازه گیری آن پارامتر هست.

اندازه گیری فلو توسط فلومترها

اندازه گیری فلو از موارد بسیار و بسیار مهم در صنایع ابزاردقیق محسوب می شود از ابتدای یک فرایند تا انتهای آن و بارگیری مخازن و فروش سیالات و فرآورده های با ارزش نفتی و گازی از فلومتر استفاده های بسیاری می شود.از آنجا که فروش بیشتر محصولات نفتی براساس حجم آنها صورت ی گیرد خریداران و فروشندگان این محصولات می بایست از حجم محصول تحویل گرفته شده و فروخته شده مطمئن باشند.لذا از این رو تجهیزات ابزاردقیق از جمله اندازه گیری فلو ،اندازه گیری لول و سطح سیالات بسیار مهم و پرکاربرد شده اند.

فلومتر یا دبی سنج چیست؟

فلومتر ها در صنعت ابزاردقیق کاربرد بسیاری دارند که جهت اندازه گيري جريان سيال يا دبي آنها در صنعت نفت وگاز  به کار گرفته مي شوند. دبي حجمي يك سيال برابر با، حاصلضرب سرعت سيال در سطح مقطع عبور سيال است . دبي جرمي نيز بصورت ميزان جرمي از سيال كه در واحد زمان از سطح مقطع عبور مي كند، تعريف مي شود.

سرعت سیال * سطح مقطع عبور سیال = دبی حجمی

واحد زمان / (جرم سیال * سطح مقطع عبور سیال) = دبی جرمی

انواع فلومترها

  • روتامتر
  • اریفیس
  • ونتوری
  • نازل
  • لوله پیتوت
  • کوریلیوس
  • مغناطیسی
  • جا به جایی مثبت
  • سد
  • ورتکس
  • توربینی
  • حرارتی
  • و…

سنسورهای فلومتر ها

سنسورهای مورد استفاده براي اندازه گيري ميزان دبي حجمي يا جرمي داراي انواع مختلفي مي باشند و مي توان آنها بر حسب مواردي چون تكنولوژي بكاررفته در آنها، كميت فيزيكي كه اندازه گيري مي شود، كميتي كه به نمايش در مي آيد و يا نوع ابزاردقيق مورد استفاده، تقسيم بندي نمود، اما به طور مشخص، هيچ يك از آنها را نمي توان به عنوان يك تقسيم بندي فراگير معرفي نمود .

به جهت سادگي بيشتر، تقسيم بندي انواع فلومترها، بر اساس كميت فيزيكي اندازه گيري شونده، ارائه مي شود. چراكه همة 

دستگاههای اندازه گيری به نحوی طراحي شده اند كه بتوانند با اندازه گيری خصوصيتي از سيال يا تاثير آن، دبي سيال را از طريق رابطه موجود با آن خصوصيت، محاسبه كنند .

کاربرد فلومترهای در زندگی روزمره

فلومترهای در زندگی روزمره ما کاربردهای بسیاری دارند و ما تقریبا هر روز با آنها کار خواهیم کرد در زیر به معرفی چند اندازه گیری سیال میپردازیم:

  • کنتورهای گاز منازل
  • کنتورهای آب منازل
  • پمپ های بنزین و شمارنده آن
  • پمپ های گاز CNG

همانطور که در بالا خواندید متوجه این موضوع شدید که فلومتر یکی تجهیزی بوده که در تمامی صنایع کاربرد داشته و دارد لذا متخصصین ابزاردقیق باید اطلاعات کامل و جامعی از این نوع اندازه گیری ها داشته باشند.


دریافت فایلهای آموزشی فلومترها

۱- دانلود فایل آموزش فلومترها-۸۱ صفحه- PDF

دانلود رایگان ۱۰ صفحه نخست

1500 تومان – خرید

مباحث و سرفصل های جزوه اندازه گیری دبی

  • دبی حجمی
  • دبی جرمی
  • روشهای اندازه گیری فلو
  • اندازه گیری فلو از طریق فشار

معرفی انواع فلومترها

  • فلومترهای اریفیس
  • فلومترهای ونتوری
  • فلومترهای پیتوت
  • فلومترهای نازل
  • فلومترهای Elbow
  • فلومترهای توربینی
  • روتامترها
  • فلومترهای سد
  • فلومترهای مغناطیسی
  • فلومترهای التراسونیک
  • فلومترهای داپلر
  • فلومترهای ورتکس
  • فلومترهای ترمال
  • فلومترهای کوریلیوس

۲- کتابچه آموزشی اندازه گیری فلو و جریان سیالات- شرکت ملی گاز ایران-۶۹ صفحه-PDF

دانلود رایگان ۱۰ صفحه نخست

1500 تومان – خرید

سرفصل های کتابچه اندازه گیری فلو

  • فلومترهای جابه جایی
  • فلومترهای استنتاجی
  • فلومترهای جابجایی مثبت
  • اندازه گیری با اوریفیس
  • صفحه اوریفیس
  • تئوری برنولی
  • حاملهای سریع اوریفیس
  • نگهداری از صفحه اوریفیس
  • نصب اوریفیس
  • اندازه گیری اختلاف فشار
  • ترانسمیتر اختلاف فشار
  • اوریفیس متر
  • محاسبه نرخ فلو
  • ضرایب فلو
  • فشار
  • دانسیته
  • ویسکوزیته
  • سرعت
  • عدد رینولد
  • اندازه گیری فلوی سیالات
  • اندازه گیری فلوی  گازها
  • فلومترهای توربینی
  • فلومتر سطح متغییر

۳- فایل اکسل راهنمای انتخاب فلومتر

۴- دانلود آموزش سیستمهای میترینگ نفت و گاز

۵- آموزش فلومتر ونتوری

۶- آموزش فلومتر نازل

۷- آموزش فلومتر پیتوت یا Annubar

۸- فلومتر اریفیس یا Orifice Plate

۹- فلومتر توربینی

۱۰- دانلود جزوه آموزشی کالیبراسیون فلومترها- شرکت FMC

چرا باید کالیبراسیون فلومتر ها را انجام دهیم؟

کالیبراسیون فلومتر از مهمترین کالیبراسیون تجهیزات ابزاردقیقی محسوب می شود، فلومتر یکی از مهمترین تجهیزاتی ابزاردقیقی است که در صنایع نفت،گاز و پتروشیمی  جهت اندازه گیری میزان فلوی جرمی و یا حجمی سیالات مختلف به کار برده می شود.اندازه گیری فلو در مواقعی که سیال شما با ارزش هست و یا مقدار آن زیاد است و یا به طور ساده عرض کنم ،زمانی که شما قصد فروش سیالی با ارزش را دارید دقت در اندازه گیری آن بسیار زیاد است،لذا کالیبراسیون این تجهیزات بسیار ارزشمند و مهم می باشد و باید به صورت دوره ای این عمل را انجام داد.

این جزوه روش کلی جهت کالیبراسیون فلومترهای التراسونیک را شرح داده است. و به زبان اصلی(انگلیسی) ارائه شده است.


۱۱- دانلود جزوه آموزشی ابزار دقیق مهندسی فرایند-۱۳۲ صفحه- PDF

دانلود رایگان ۱۰ صفحه نخست

3500 تومان – خرید

در این جزوه آموزشی با انواع سطح سنج ها ، فشار سنجها ، دماسنجها و دبی سنجها و کاربرد آنها آشنا میشوید.

فهرست مطالب:

  • فصل اول: سطح سنجها
  • فصل دوم: فشار سنجها
  • فصل سوم :دما سنجها
  • فصل چهارم : دبي سنجها

۱۲- اندازه گیرهای فشار، دما، سطح و جریان- ۴۸ صفحه- PDF

۱۳- آشنایی با فلومترها-۲۵ صفحه-PDF


۱۴- دانلود جزوه اصول و مبانی کنترل صنعتی- مهندس طهماسبی

تقسيم بندي سيستم هاي كنترل:

سيستم هاي كنترل به دو نوع حلقه باز و حلقه بسته تقسيم بندي مي شوند.تغييرات ورودي ممكن است فقط بر اساس اطلاع از مدل سيستم و يا تجربه صورت گيرد و بدون اطلاع از خروجي باشد كه در آن صورت سيستم را حلقه باز مي نامند. در صورتي كه عمليات و تغييرات ورودي بر اساس اطلاع از خروجي صورت گيرد سيستم را حلقه بسته و به آن سيستم كنترل فيدبك دار گويند.

در كنترل حلقه باز ورودي بر اساس اطلاع قبلي از مدل سيستم به منظور ايجاد خروجي معين به سيستم اعمال مي شود .كنترل كننده شكل سيگنال ورودي را به طور متناسب تغيير و تقويت مي كند .قسمت محرك داراي توان زياد بوده و بر اساس سيگنال دريافتي از كنترل كننده نيروي لازم را اعمال نموده و حركات لازم انجام مي دهد.

در سيستم حلقه باز اثر خطاي موجود در مدل سيستم يا تحريكات موجود غير قابل پيش بيني است.خروجي دستگاه معمولا داراي مقداري خطا نسبت به مقدار مورد نظر خواهد بود.

كنترل حلقه بسته:

در اينجا عمل كنترل بر اساس ورودي مرجع و خروجي صورت مي گيرد.مقدار خروجي توسط اندازه گير و مبدل به مقايسه كننده ارسال ميشود و نتيجه ي مقايسه به عنوان سيگنال خطا به كنترل كننده اعمال مي گردد.

انتقال دهنده هاي سيگنال(ترانسميترها):

در واحد هاي صنعتي بزرگ كه عمليات توليد در محوطه ي گسترده اي انجام مي گيرد ادوات و دستگاه هاي كنترل و اندازه گيري بطور متمركز در محلي به نام اتاق فرمان يا مركز كنترل قرار دارند. بطوري كه امكان اندازه گيري و كنترل كلي متغيير ها در سراسر كارخانه و محوطه آن توسط اپرا تور در هر لحظه فراهم آيد.در چنين مواردي لازم است كه سيگنال ها و فرمان ها از محوطه به اطاق كنترل و بر عكس منتقل شوند براي اين منظور از دستگاه هايي بنام ترانسميتر ها استفاده مي شود.

سر فصل های جزوه کنترل صنعتی:

  • فصل اول : تعاريف و اصطلاحات در كنترل صنعتي
  • فصل دوم
    •  اندازه گيرهاي وضعيت (مقاومتي ، سلفي ، خازني )
    •  روش هاي اندازه گيري دما
    •  روش هاي اندازه گيري فلو
    •  روش هاي اندازه گيري فشار
    •  روش هاي اندازه گيري سطح مايعات
  • فصل سوم :
    •  فرايند هاي صنعتي وبه دست آوردن تابع تبديل آن ها
    •  ساده سازي نمودار جعبه اي
  • فصل چهارم:
    • سنسور هاي بدون تماس
  • فصل پنجم : كنترل كننده ها
    • کنترل کننده های plc
    • کنترل کننده های pid – on/of

آشنایی با سیستم های اندازه گیری نفت و گاز (Metering System)

مقدمه

سیستم میترینگ بطور خاص در صنعت نفت به سیستم های اندازه گیری حجم یا جرم سیالات (گاز و مایع یا حالت دو فازی) گفته می شود. این سیستم ها به دو دسته کلی دینامیکی و استاتیکی تقسیم می شوند. اندازه گیری کمیت سیال در حالت سکون ، اندازه گیری استاتیکی  می باشد و اندازه گیری این کمیت در حالتی که سیال در جریان و حرکت است اندازه گیری نوع دینامیکی می باشد. دقت اندازه گیری، ایمنی، قابلیت اطمینان، تکرار پذیری از مهمترین عناصری هستند که در حین اندازه گیری کمیت سیال بایستی در نظر گرفته شوند. از نقطه نظر عناصر فوق الذکر این دستگاهها را می توان به دو دسته کلی دستگاه های اندازه گیری کمیت سیالات در حین فرایند( Process Flow Measurement) و دستگاه های اندازه گیری کمیت سیالات در هنگام انتقال و خرید و فروش (Custody Transfer)  تقسیم نمود.

روشهای مختلف و متنوعی برای اندازه گیری کمیت سیالات وجود دارد که بر اساس نوع سیال و نیز شرایط فرایندی و محدودیت های موجود و نیز مقادیر مطلوب عناصر اشاره شده در بالا، قابل انتخاب می باشند. طبیعتا مزایا و معایب هر کدام از این روشها نیز در انتخاب آنها نقش دارند. از آنجا که عبارت Metering System عموما برای دستگاه های اندازه گیری کمیت سیالات در هنگام نقل و انتقال و نیزخرید و فروش(Custody Transfer)  بکار گرفته می شود،، لذا در این نوشته تنها به به این مقوله پرداخته خواهد شد.

 روشهای اندازه گیری کمیت سیالات بصورت Custody Transfer

 روشهای رایج برای اندازه گیری کمیت سیالات بصورت Custody Transfer شامل موارد زیر می باشند:

  • میترهای نوع توربینی
  • میترهای نوع پیمانه ای (PD meters)
  • میترهای نوع کوریولیس
  • میترهای نوع آلتراسونیک

فاکتورهایی نظیر فشار، فلو و رنج و شدت تغییرات آن، ویسکوزیته، افت فشار، رنج دما و میزان آلایندگی ها در سیال و نیز گاز یا مایع بودن در انتخاب یکی از روشهای فوق موثر می باشند. سادگی یا پیچیدگی طراحی، عملکرد و نیز تعمیرات و نگهداری، قیمت اولیه و نیز هزینه بهره برداری و نگهداری سیستم، حساسیت در مقابل سایش و خوردگی در انتخاب روش مناسب تعیین کننده می باشد. دسته دیگر ی از عوامل موثر در انتخاب روش مناسب عبارتند از وزن و حجم تجهیزات، تجهیزات جانبی لازم، مسائل و محدودیتهای مربوط به پرووینگ و کالیبراسیون. نهایتا بایستی در نظر داشت که کمیت مورد نظر (جرم یا حجم) برخی از این روشها را حذف خواهد نمود.

کالیبراسیون و پرووینگ میترها

سیستم های اندازه گیری کمیت سیالات برای موارد Custody Transfer نیاز به انجام کالیبراسیون و پرووینگ با دقت بسیار بالا دارند. به عبارت دیگر صحت، دقت و تکرارپذیری سیستم بایستی به روشی قابل قبول و استاندارد ثابت گردند. این مهم از طریق مقایسه مقدار قرائت شده دستگاه با یک حجم مشخصص و دقیق انجام می شود. در واقع هدف از پرووینگ میتر بدست آوردن عددی بنام میتر فاکتور می باشد که از تقسیم مقدار واقعی حجم سیال عبور کرده از دستگاه به مقدار قرائت شده حاصل می گردد.

معیار تعیین شده برای دقت مطلوب برای میترها در سرویس Custody Transfer عدد % ۰.۱۵ و برای تکرار پذیری آن عدد % ۰.۰۲ می باشد. بعبارتی میتری برای سرویس  Custody Transferمناسب می باشد که دقت و تکرارپذیری آن معادل یا بهتر از اعداد فوق باشد.

روشهای مختلفی برای پرووینگ میترها وجود دارد که می توان به روش های زیر اشاره نمود:

  • Conventional Pipe Prover
  • Small Volume Prover Systems
  • Volumetric Tank Prover

استانداردهای مورد تایید صنعت نفت ایران

 مجموعه استانداردهای IPS-E-IN-240 ، IPS-C-IN-240 و  IPS-M-IN-240 حداقل الزامات طراحی، انتخاب جنس و نصب سیستمهای میترینگ در سرویس Custody Transfer را برای سیالات مایع ارائه می نماید. ضمنا استانداردهای API به عنوان استانداردهای مرجع توسط  IPS پذیرفته شده اند

که شامل استانداردهای زیرمیباشند:

  • MPMS Chapter 4 : Proving Systems
  • MPMS Chapter 5 : Metering
  • MPMS Chapter 6 : Metering Assemblies
  • MPMS Chapter 7 : Temperature Determination
  • MPMS Chapter 8 : Sampling
  • MPMS Chapter 12 : Calculation of Petroleum Quantities
  • MPMS Chapter 13 ; Application of Statistical Methods
  • MPMS Chapter 21 : Flow Measurement Using Electronic Metering Systems

در خصوص استانداردهای مرجع ، پارت ۱ و ۲ از استاندارد BS 6169 با عناوین زیرنیز جزء مراجع مورد قبول IPS می باشند.

  • BS 6169-1: Methods for volumetric measurement of liquid hydrocarbons. Displacement meter systems (other than dispensing pumps)
  • BS 6169-2: Methods for volumetric measurement of liquid hydrocarbons. Turbine meter systems 

ضمنا استانداردهای ISO 2715 و ISO 2714 از مجموعه استانداردها ISO با عناوین زیرنیز در لیست استانداردهای مرجع IPS ذکر گردیده اند

  • ISO 2714: Liquid hydrocarbons — Volumetric measurement by displacement meter systems other than dispensing pumps
  • ISO 2715: Liquid hydrocarbons — Volumetric measurement by turbine meter systems
  • ISO 7278-3: Liquid hydrocarbons — Dynamic measurement — Proving systems for volumetric meters — Part 3: Pulse interpolation techniques

در این خصوص استاندارد ISA RP31.1 با عنوان زیر در لیست مراجع IPS قراردارد: 

ISA RP31.1: Specification, Installation, & Calibration of Turbine Flowmeters

 در خصوص سیستم میترینگ گاز طبیعی نیز استاندارد API MPMS Ch. 14 قابل استفاده می باشد. . قابل ذکر است در این خصوص IPS استانداردی تدوین ننموده است.

 به منظور اندازه گیری جرمی سیالات ، استاندارد API MPMS Ch. 5.6  با عنوان زیر قابل استناد می باشد.

API Manual of Petroleum Measurement Standards Chapter 5 – Metering, Section 6 – Measurement of Liquid Hydrocarbons by Coriolis Meters

۱۴- دانلود فایل PDF کامل آموزش سیستمهای میترینگ نفت و گاز

۱۵- دانلود فایل ماهنامه اندازه شناسی ویژه نامه اندازه گیری نفت و گاز شامل:

  • معـــیارهای گــزینش سیسـتمهای میترینـگ فـــرآوردههای نفتـــی و بررسـی خطاهــای اندازه گیــری
  • اهمیت میترینگ در شـرکت ملی نفت ایران، وضعیت موجود و چشـم انداز آتی
  • بررسـی مـوردی برخـی از اشـکا ت پیـش آمـده در عملیـات پرووینـگ عـادی و کالیبراسیون دورهای پرورهــــا و نحــــوه رفـــع آنهــــا
  • کنتورهـای آب
  • عدم قطعیت تعیین ضریب تصحیح K در کالیبراسیون فلومترهای توربینی

آموزش سایر دستگاههای اندازه گیری الکتریکی

اندازه گیری عبارت است از مقایسه یک کمیت مجهول با مقداری معلوم از همان کمیت که اصطلاحاً واحد نامیده می شود.

واحدهای استاندارد که برای هر کمیت از اندازه گیری ها تعیین می گردد بر طبق قراردادهای بین المللی تعیین شده و مقداری را که ما از هر اندازه گیری به دست می آوریم نشان می دهد که مقدار اندازه گیری شده در واقع چند برابر مقدار واحد آن کمیت است. گاهی اوقات یک کمیت اندازه گیری دارای چند واحد اندازه گیری می باشد و حتی یک دستگاه اندازه گیری این قابلیت را دارد که کمیت مورد نظر را با تمام واحد های موجود اندازه گیری نماید.

دستگاه های اندازه گیری که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند از تنوع و گوناگونی بسیار بالایی برخوردارند. ولی می توان تمامی آن ها را به طور کلی به دو دسته زیر تقسیم کرد:

۱-   آنالوگ ۲-  دیجیتال

تفاوت دو دستگاه اندازه گیری فوق در مشخصه نشان دهنده آن هاست.

دستگاه های اندازه گیری الکتریکی  در دستگاه های اندازه گیری آنالوگ تغییرات نشان دهنده به صورت پیوسته و پشت سر هم است. یعنی در این دستگاه ها برای نمایش یک مقدار مشخص قسمت نشان دهنده دستگاه اندازه گیری یا در بعضی موارد همان عقربه نشان دهنده از مقدار صفر شروع به حرکت کرده و پس از گذشتن از روی مقادیر مختلف مثلاً به مقدار مورد نظر ۵ می رسد.

اما در دستگاه های اندازه گیری دیجیتال تغییرات نشان دهنده که در اکثر موارد رقمی می باشد به طور ناپیوسته و پله ای مثلا مقدار ۵ را نشان می دهد و نشان دهنده دستگاه های دیجیتال غالباً از یک شمارنده دیجیتالی تشکیل می گردد.

شایان ذکر است که امروزه با وجود پله ای بودن تغییرات در دستگاه های دیجیتال نسبت به دستگاه های اندازه گیری آنالوگ ، با ساخت دستگاه های دیجیتال با اجزاء الکترونیکی بسیار دقیق، این دستگاه ها دارای دقت بسیار بالایی هستند که در بیشتر موارد دستگاه های آنالوگ قادر به مقایسه با آن ها از نظر دقت نیستند. اما این بدان معنی نیست که دستگاه های دیجیتال همواره دقیق تر از دستگاه های آنالوگ هستند. دستگاه های اندازه گیری آنالوگی نیز وجود دارند که در آن ها از اجزاء الکترونیکی کمک گرفته شده است و به همین جهت نیز دارای دقت بالاتری هستند. اما به خاطر پیچیدگی و طریقه کارکرد آن ها کمتر در اندازه گیری های معمولی از آن ها استفاده می شود و در مقابل به دلیل ارزانی نسبی و دقت مناسب استفاده از دستگاه های دیجیتال رشد روزافزونی یافته است و چه بسا به دلایل فوق روزی برسد که جای دستگاه های آنالوگ را کاملاً بگیرند.

۱۶- دانلود فایل آموزشی دستگاههای اندازه گیری الکتریکی- شرکت ره آوران فنون پتروشیمی- ۸۱ صفحه- PDF

  • فصل ۱- گالوانومترها و مدارات اندازه گیری DC
  • فصل ۲- ولتمترها، آمپرمترها و تاثیر این وسایل در مدار
  • فصل ۳- اندازه گیری مقاومت
  • فصل ۴- مالتی مترها و مدارات داخلی آن
  • فصل ۵- دستگاههای اندازه گیری تابلویی

۱۷- آشنایی با دستگاههای اندازه گیری الکتریکی- ۶۹ صفحه- PDF


برچسب‌ها,


آموزشهای مرتبط زیر را نیز حتما مطالعه نمایید:

ما به نظرات پیشنهادی، انتقادی و حمایتی شما نیاز داریم، چند کلمه برایمان بنویسید: