UNIBO060617Coriolis - diem.ing.unibo.it · • Sviluppato per soddisfare le necessità tipiche del mercato Oil & Gas e di tutte ... Matrice operativa Touch Control Funzioni diagnostica

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6 giugno 2017

Products Solutions Services

La misura della portata massica (Coriolis)

Facoltà di Ingegneria, Università degli Studi di Bologna

Dipartimento di Ingegneria Industriale

Slide 1 Silvio Appoloni

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Temperatura

Volume 1 Volume 2

Massa 1 = Massa 2Massa 1

Volume 1

Massa 2

Volume 2

Perché misurare la massa, rapporto massa/volume


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Misura della portata massica: metodi tradizionali

Discontinuo, diretto Continuo, indiretto


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Come è fatto un misuratore massico Coriolis


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La forza di Coriolis

• Gaspard Gustave de Coriolis (Parigi: 1792 – 1843)

• La giostra al parco dei divertimenti

• Venti equatoriali

• Scarico dell’acqua nel lavandino

• Correnti oceaniche


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FC = - 2m · v ·

Misura diretta della portata massica: il principio

• m = massa "arbitraria” del fluido

• = velocità angolare

• v = velocità del fluido

• FC = Forza di Coriolis


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Promass: Insensibile alle vibrazioni delle tubazioni

• Sistema di misura bilanciato

• Elevata frequenza di lavoro (tipicamente da 600 a 1.000 Hz)

nessuna interferenza dell’oscillazione a causa delle vibrazioni del

processo (normalmente tra 50 e 250 Hz)

Diapason

Effetto delle vibrazioni di un Promass


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I Coriolis sono controllati alla loro frequenza di risonanza

fR = Frequenza di risonanza

mt = Massa del tubomfl = Massa del fluido

fl = Densità del fluido

c = Constante

Rfl t

fl fl

fc

m m

m V

1

2

fR = ƒ(fl)


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Sezione del sensore: Promass F

Tubi di misura

Sensori elettrodinamici Bobina d’eccitazione

Contenitore secondarioPassaparatia

Azoto


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Sezione del sensore: Promass M


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Promass: la forma dei sensori monotubo

Promass A DN 1 ÷ 4 - 20 ÷ 450 kg/h

Promass H – S – P DN 8 ÷ 50 - 2.000 ÷ 50.000 kg/h

Promass I DN 8 ÷ 80 - 2.000 ÷ 180.000 kg/h


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Promass S/P: bilanciamento sensore TMB™

Piastre dibilanciamento

Tubo di misura

Massa torcente


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• Promass I lavora con 2 frequenze di risonanza contemporaneamente:

la tipica in modo laterale a 600 ÷ 700 Hz e un nuovo modo torsionale

900 Hz.

• Promass I, con un “pendolo” sul tubo di misura, che bilancia il

sistema, è immune alle forze esterne (TMB™ -system)

Modo laterale 600-700 Hz Massa Densità

Modo torsionale (900 Hz) Viscosità

Promass I può misurare anche la viscositàOscillazione Dual Mode


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Promass: la forma dei sensori a 2 tubi

Promass E DN 8 ÷ 80 2.000 ÷ 180.000 kg/h

Promass F DN 8 ÷ 250 2.000 ÷ 2.200.000 kg/h


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Misuratore di portata massica: Principio di misura

= Sfasamento

m = Portata massica

fr = Frequenza dirisonanza

= Densità

= Resistenza RTD

T = Temperatura ~ m

fR ~

~ T

•


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Le condizioni applicative del misuratore Coriolis

• La misura è indipendente da:

• Profilo idraulico del fluido

• Composizione del fluido

• Conducibilità del liquido

• Massa volumica del fluido

• Pressione operativa

• Temperatura del fluido

• Vibrazioni del processo

• Viscosità del fluido

• Peculiarità della misura:

• Elevata accuratezza anche a

portata bassa

• Multivariabilità

• Nessuna limitazione per

l’installazione

• Nessuna ostruzione al passaggio

del fluido

• Rapido tempo di risposta alle

variazioni di portata


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Funzionalità del Promass 83

• Misura di portata massica, densità e temperatura, % solidi sospesi

(compensata in temperatura)

• Misura di portata volumetrica compensata in temperatura,

normalizzata

• Misura di densità normalizzata

• Misura densità in °Brix, ° Baumé, °API, ° Plato, ° Balling e calibrazione

• 2 contatti SPST per allarmi, predeterminazione ecc.

• Totalizzazione (con reset)

• Calibrazione di zero “reale” e manuale

• Test display

• Protocollo HART


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Prestazioni del Promass 83 F


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Prestazioni del Promass 83 F


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Il misuratore Promass F

• Design compatto

• Ridotte perdite di carico

• Sensore autosvuotante

• Parti bagnate in acciaio inox/Alloy C-22

• Idoneo fino a + 350 °C

• Numerose approvazioni:

• Ufficio Metrico Centrale, METAS, PTB, BEV,

NTEP, MC, OIML R117-1, OIML R137/D11

• Certificazioni per uso in aree pericolose

Atex, FM, CSA, ecc.

• Campo di portata 2.000 ÷ 2.200.000 kg/h

(DN 8/1/2” ÷ 250/10”)


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Il misuratore Promass 84X

84F DN 250 + 84F DN 250


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• Il primo massico Coriolis al mondo realizzato con 4 tubi; perfetta simmetria

nella costruzione di questo strumento capace di misurare portate fino a

4.100.00 kg/h 720.000 bbl/day.

• Elevata insensibilità ai disturbi di processo tipica di tutti i massici di Endress

+ Hauser, non è richiesto alcun supporto supplementare.

• Strumento brevettato, dal design estremamente compatto: scartamento

massimo solo 1.870 mm, peso 564 kg, flangiatura standard fino a Cl. 600.

• Sviluppato per soddisfare le necessità tipiche del mercato Oil & Gas e di tutte

quelle industrie dove si movimentano grandi quantità di liquidi e gas (p.e.

carico/scarico navi, ferrocisterne).


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• Flow splitter sviluppato per ridurre al minimo le perdite di carico.

• Accuratezza 0,05% v.i., grazie alla taratura PremiumCal eseguita con

banchi accreditati secondo standard internazionale EN 17025; idoneo

per applicazioni Custody Transfer secondo Direttiva MID e PTB.

• An error of 1% in the flow rate represents 300 barrels of crude oil per

hour, or about $33,000 per hour at the current price of $110 per

barrel.

• Rispondenza i principali standard internazionali della

strumentazione quali: Atex/FM/CSA; SIL 2; PED/CRN/AD 2000;

NACE/NORSOK; Profibus PA/DP; Foundation Fieldbus; Hart Protocol

ecc.


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Funzioni display e tastiera: Promass 83

Matrice operativa

Touch Control

Funzioni diagnosticapotenziate

4 linee, 16 caratteriretroilluminazione

14 lingue

Quick Setup Menù

Ruotabile, passo 45°


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Funzioni superiori: Promass 83

• S-DAT™ Sensore

• Dati sensore

• Dati calibrazione

• Diametro

• Numero di serie

• T-DAT™ Trasmettitore

• Dati trasmettitore (backup manuale)

• Indirizzo HART

• campi vari

• Unità/ Valori

• F-CHIP™ Funzioni speciali

• Software per dosaggio

• Misura di concentrazione

• Diagnostica avanzata

F-CHIPTM

T-DATTM

S-DATTM


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Misuratore di portata massica: peculiarità

• Campo di portata fino a 4.400 t/h

• Campo di pressione fino a 350/400 bar

• Campo di temperatura da - 200 a + 350 °C

• Peso fino a 900/1.000 kg

• Materiali parti bagnate:

• Acciai inossidabili vari (AISI) 904L, 316L, 316 Ti, 318, …..

• Titanio

• Alloy C-22, Nichel

• Zirconio

• Monel

• Rivestimenti con materiali nobili metallici o elastomerici


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Esperienze nella misura di gas

• anidride carbonica per bevande gassate

• aria compressa nei servizi di fabbrica

• argon in acciaieria

• azoto

• butano

• elio

• etilene

• idrogeno per idrogenazione oli e grassi

• gas naturale/metano per usi vari

• trifluoruro di boro

• propano


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Gas metano per autotrazione 250 bar, erogatore


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Gas metano alimentazione turbo gas P > 17 bar


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Esperienze nella misura di liquidi

• acqua demineralizzata

• additivi vari (basi, acidi)

• alcol e solventi in genere

• carbonato di calcio

• collanti in genere

• creme alimentari

• glicole

• glucosio

• idrocarburi, benzine, gasolio, GPL

• oli minerali e vegetali

• profumi e detergenti

• resine


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Promass 83F con batch interno: carico automatico veicoli


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Ind. farmaceutica: Promass F dosaggio componenti


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Industria chimica: collanti vari


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“Camicie” per termocondizionamento

Bulloni dichiusura

Saldatura Laser* a“bottone”

Saldature dideflusso

Attacchi fluidocondizionamento

SensorePromass

* approvate da Swiss Welding Association


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Il misuratore Dosimass: il massico per il riempimento

Liquido

Dosimass

Valvole

PLC

Recipienti

StampanteSistema dicontrollo


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Le grandi misure, le grandi quantità

• Carico del prodotto finito per la

distribuzione

• Vagoni ferroviari: portate fino a

5.000 l/min

• Autobotti: portate fino a 2.500

l/min


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Scarico della materia prima

• Trasferimenti interni

• Trasferimenti fiscali

• Rilevazione perdite pipeline

• “Crudo”

• Gas naturale liquido

• Gas naturale

• Olio pesante

• Asfalto

• Benzine

• Gasolio


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6 giugno 2017

Soluzione per grandi quantità

Turbinesostituite dai

Coriolis

Smontaggiodei filtri

Installazione2 Promass

84F 10”


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Promass X metering skid in Medio Oriente


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Il primo Coriolis funzionante in tecnica 2 fili

Zona 1 Zona 2

Cl.I Div1 Cl.I Div 2Slide 41 Silvio Appoloni

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Benefici per gli utenti

• Misura diretta della massa

• Dimensioni contenute

• Nessuna parte in movimento = nessuna usura

• Ridotte perdite di carico

• Non sono necessari filtri

• Elevata accuratezza e ripetibilità di misura

• In accordo alla normative internazionali SIL 2; Atex, FM, CSA, JIS;

PED; CE; OIML; PTB; NMi;

• Disponibile anche per applicazioni igieniche (3A; FDA; EHEDG)


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