Gaz İçeriği Sorunu Olan Sıvı Hatlarında Akış Ölçümü

07 Ocak 2020

 

Can Merter
Pazarlama ve İletişim Müdürü
Krohne Otomasyon
San. ve Tic. Ltd. Şti.

 

 

Birçok endüstriyel alanda, sıvı akışların olduğu boru hatlarında karşılaşılan sürüklenen ya da hapsolmuş gaz içeriği, ölçüm teknikleri açısından önemli sorunlar yaratmaktadır. Sağlıklı bir proses yönetiminin gerçekleştirilebilmesi için sahadan gelecek ölçüm verilerinin kararlı ve güvenilir olması çok önemlidir. Sıvı akış hatlarındaki kararsız gaz içeriği, pek çok ölçüm yöntemi için büyük sorunlar oluşturarak doğru ve hassas ölçüm yapılmasını büyük oranda engellemektedir. Bu ve benzeri sorunlar üretim verimliliği ve toplam maliyet üzerinde önemli ve kötü sonuçlara yol açabilmektedir.

Pek çok sektörde olduğu gibi petrol ve gaz endüstrisinde de sürekli olarak düşen enerji fiyatlarından kaynaklanan önemli sıkıntılar yaşanmaktadır. Buna karşın sektörde faaliyet gösteren işletmelerin mevcut standartlarını koruma yükümlülükleriyle birlikte verimliliklerini de sürekli olarak artırmaları beklenmektedir. İleriye dönük vizyon sahibi olan pek çok şirket, bu zorlukların üstesinden gelebilmek ve bu zor koşullar altında rekabetçi kalabilmek için sürekli gelişen teknolojilerin getirdiği çözümlere yönelmektedirler. Bu noktada proses verimliliğini artırmanın kanıtlanmış yollarından biri de son derece önemli olan akış ölçümlerinin yüksek hassasiyet ve doğrulukla gerçekleştirilebilmesidir. Diğer endüstriyel alanlarda da olduğu gibi sıvı hatları içerisinde sürüklenen gazın (çift fazlı akışın) petrol ve gaz uygulamalarında ölçüm doğruluğu ve performans üzerinde çok önemli etkileri bulunmaktadır. Sürüklenen gaz içeriğinin önlenmesi ya da en azından hattan tahliye edilebilmesi amacıyla pek çok önlem geliştirilmiş olsa da günümüze değin bu konuda kesin ve önemli sonuçlar alındığı ne yazık ki söylenemez.

Çift fazlı akış koşullarında bazı ölçüm teknolojileri hiç ölçüm yapamazken bazı ölçüm teknolojileri de gaz içeriğini sıvı olarak algılamakta ve sıvı ile birlikte ölçümler yapmaktadırlar. Bu gibi durumlarda akış ölçerler; sıvı içerisinde sürüklenmekte olan gaz hacmi ile orantılı olarak hatalı ölçümler gerçekleştirmekte ve hatta gaz hacminin belirli bir seviyeye ulaşmasının ardından da ölçümleri tümüyle bırakabilmektedirler.

Sözü edilen sıvı akışkan içerisindeki bu sürüklenen gaz içerikleri, ölçüm tüplerinin salınım frekansı üzerinden akışkan yoğunluğunu hesaplayarak çalışan coriolis kütlesel akış ölçer için bile kendine özgü ve önemli bir zorluk oluşturmaktadır.

Ölçümlerde, coriolis akış ölçer tüplerinin salınım frekansı ne kadar düşük ise yoğunluk değeri de o oranda büyük olacaktır. Diğer yandan çift fazlı akışkanın gaz ve sıvı içerikleri belirli bir frekansta titreşmekte olan akış tüpleri boyunca farklı hızlarda hareket etmektedirler. Bu noktada sürüklenen gaz içeriği akış rejiminin ve ölçüm tüpü salınım frekanslarının hızlı ve kararsız bir şekilde değişmesine yol açabilmektedir.

Frekanstaki bu hızlı değişimler, coriolis kütlesel akış ölçerlerin ölçüm tüpleri üzerinde yer alan sensörlerde sinyal kaybına yol açabilmekle birlikte böyle bir durum; akış ölçerlerin son derece düzensiz ve tekrarlanamayan ölçümler vermesine yol açacaktır. Hatta zaman zaman oluşması olası sensörler arası salınım frekansı farkları nedeniyle akış ölçerin sıfırlama moduna dönmesine ve akışın ölçülememesine dahi neden olabilmektedir.

Bu kadar önemli bir sorun karşısında pek çok coriolis kütlesel akış ölçer üreticisi, akış ölçerlerinin çift fazlı akışlarda da çalışabilmesini sağlamak amacıyla farklı teknolojiler geliştirmek için çaba göstermişler ancak soruna çok farklı açılardan yaklaşmışlardır.

2012 yılında Krohne; üretmekte olduğu OPTIMASS model coriolis kütlesel akış ölçerlerin elektronik ünitesi olan MFC400 transtterleri için standart bir özellik olarak geliştirdiği EGM (Sürüklenen Gaz İçeriği Yönetimi – Entrained Gas Management) teknolojisi ile çift fazlı akışlardaki ölçüm sorunlarına kesin ve kalıcı bir çözüm geliştirmiştir.

Yüksek hızlı dijital sinyal işleme ve yazılım tabanlı alogoritmalar kullanmakta olan Krohne EGM teknolojisi, sensörler ve sürücülerin geri bildirimlerinden edinilen gerçek zamanlı frekans bilgilerine dayanarak, ölçüm tüpü sürücüleri düzeyinde sabit ve hassas düzeltmeler yapmaktadır. Bu düzeltmeler, coriolis kütlesel akış ölçerin çok çeşitli gaz sürüklenmeleri ve karmaşık akış koşulları boyunca sürekli ve tekrarlanabilir kütlesel akış ve yoğunluk ölçümleri gerçekleştirilmesine olanak tanımaktadır. Krohne’nin geliştirmiş olduğu bu teknoloji sayesinde Krohne coriolis kütlesel akış ölçerler; sürüklenen ya da hapsolmuş gaz içeriği olan sıvı hatlarının sürekli değişen akış rejimlerinde dahi sorunsuz, kararlı ve tekrarlanabilir ölçüm yapabilmektedirler. Bu ölçüm yeteneği, EGM teknolojisinin ilk uygulandığı günden bu yana en zor koşullarda dahi yaptığı ölçümlerle benzersizliğinin sahada pek çok kez kanıtlandığını göstermektedir.