Impulse Line Blocking Diagnosis

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Introduction

Impulse Line Blocking Diagnosis in DP Transmitters

Figure1. Connected to impulse lines

Figure 1 Connected to
impulse lines

Differential pressure (DP) flowmeters composed of an orifice plate, a DP transmitter, and other components are widely used in many applications because they are reliable and require no wet calibration. The simple design of orifice plates and modern DP transmitters make them extremely reliable. However, the impulse lines which transmit process pressure to the DP transmitter are vulnerable to blockages caused by fluid condensation, freezing, or corrosion. Impulse line blocking is a problem that must be addressed to ensure efficient operation and maintenance.

Yokogawa's EJX series DP transmitter is equipped with a silicon resonant sensor that can rapidly detect both static pressure and differential pressure. These features enable the development of a diagnostic technique which detects fluctuations in static and differential pressures. By using a digital communications network such as fieldbus, operators can determine whether an impulse line at a specific installation site has been blocked. Such information can significantly reduce maintenance workload and cost.

Expected Benefits

  • Informs operators/maintenance engineers that a blockage is forming in an impulse line before the process is disrupted.
  • Predicts when the impulse line will be blocked and suggests a corrective action, based on blockage thresholds.
  • Blockage thresholds are determined based on blocking substance, flowrate variation, and the time required for taking corrective action.

Impulse-line-blocking Diagnostic Technique

(1) Fluctuation of differential, static pressures

Table 1. Fluctuating component values in impulse lines

Table 1 Fluctuating component values in impulse lines

Fluctuating components of differential, static pressures generally decrease when an impulse line is blocked.

Fluctuating components are calculated as the square summation of the difference of differential and static pressures that are sampled at very short time intervals. The amplitudes of fluctuating components are derived from the root of the square summation. Since these components are affected by flowrate changes, they are provided as fluctuation components through flowrate compensation.

Table1 shows the value of the fluctuating components when blocking occurs on the Hi-side, Lo-side, and both sides. The values for when no blocking occurs are also shown. When both sides of impulse lines are blocked, all fluctuating components decrease. When one side of an impulse line is blocked, the corresponding fluctuating component decreases. In this case the fluctuating component of differential pressure is larger than when no blockage occurs.

(2) Blocking diagnosis using water flow test rig

Figure 2. Blocking factor F with H and L side blocking

Figure 2 Blocking factor F with H and L side blocking

Blocking factor F is determined as the correlation function between the amplitudes of fluctuating components. It approaches +1 for high side blocking and -1 for low side blocking. Figure2 shows the Blocking factor F for each blocking type.

Conclusion

Operators must receive diagnostic information before a line block leads to a malfunction. Yokogawa provides predictive diagnostics based on trend analysis of the blocking factor, which improves maintenance efficiency and reduces maintenance costs.

Note:

This diagnostic function is currently available for low viscous liquids only.

Industrias

  • Altamar (FPSO, FSRU y FLNG)

    La exploración y producción en altamar requiere máximo tiempo de funcionamiento en condiciones muy duras. Las instalaciones tripuladas y no tripuladas necesitan sistemas integrados de control y seguridad (ICSS) fiables con capacidades avanzadas de monitorización remota. Yokogawa cuenta con tecnología de última generación y una amplia experiencia en la ejecución de proyectos en altamar de todos los tamaños y niveles de automatización de complejidad.

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  • Bocas de pozo y separación

    La boca de pozo proporciona la interfaz estructural y la presión que contiene para el equipo de perforación y producción. El control de la presión superficial es proporcionado por un ensamble de válvulas con medidores y obturadores (árbol de Navidad), que se instala en la parte superior de la boca de pozo. Las válvulas de aislamiento y los equipos de obstrucción controlan físicamente el flujo de los fluidos del pozo cuando el pozo está en producción. Varios paquetes de automatización se añaden al monitor local o remoto, controlan y optimizan la producción de cada pozo o almohadilla de múltiples pocillos. Los separadores de campos petroleros emplean un recipiente a presión para separar así los fluidos producidos en los pozos de petróleo y gas en componentes gaseosos y líquidos que se transfieren a continuación a las tuberías o almacenamiento localizados en función de la infraestructura de las zonas.

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  • En cubierta

    Al igual que su equivalente en tierra, el procesamiento y manejo en cubierta en las plataformas de producción preparan hidrocarburos extraídos para transportación. Yokogawa ofrece soluciones de control integrado y de monitoreo que maximizan la productividad y la disponibilidad de las operaciones en cubierta.

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  • Especialidades y productos químicos finos

    Yokogawa ha servido durante mucho tiempo a los clientes en el mercado de productos químicos de especialidad y finos. Con una solución por lotes líder en el mercado que ofrece la mejor fiabilidad de clase y flexibilidad, así como expertos de la industria que entienden los complejos requisitos en el diseño de una solución por lotes, puede estar seguro de que en su asociación con Yokogawa tendrá un sistema que le permitirá producir productos que satisfagan las necesidades de sus clientes en el futuro, mientras mantiene la seguridad y el cumplimiento normativo.

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  • Exploración, desarrollo y producción

    La industria de exploración, desarrollo y producción incluye actividades en altamar y terrestres, como la automatización de bocas de pozo, el fraccionamiento, la terminación y la separación para recuperar y preparar petróleo crudo y gas natural subterráneos o submarinos.

    A medida que el petróleo es llevado a la superficie, debe ser separado antes de su transportación. Las etapas de separación primaria y secundaria distribuyen comúnmente el flujo de gas, el flujo de agua y el flujo de aceite en tres fases. El movimiento del gas requiere ductos y puede incluir un procedimiento de fraccionamiento en la etapa de exploración, desarrollo y producción antes de su desplazamiento. Los líquidos se pueden colocar en tanques o tuberías y ser enviados para su procesamiento, que requieren mediciones de nivel precisas.

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  • Perforación

    La perforación no convencional en la actualidad se usa comúnmente en la extracción de petróleo y gas natural. Hay un número creciente de programas de perforación de tipo multipaneles en varios sitios de perforación. Diferentes técnicas de perforación se utilizan para disminuir el tiempo de perforación, reducir el impacto ambiental y mejorar la recuperación inicial y estimada.

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  • Petroquímica

    Las necesidades de las empresas petroquímicas son muy diversas. Para salir adelante en el mercado altamente competitivo de hoy, los productores se esfuerzan por mejorar la calidad y la productividad. Yokogawa ofrece soluciones a su medida para estas necesidades con base en su larga y amplia experiencia en este campo.

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  • Petroquímica y a granel

    Las empresas productoras de petroquímicos, productos inorgánicos o productos intermedios se encuentran bajo una presión constante para equilibrar los costos y los márgenes al suministrar productos a sus clientes de manera oportuna y eficiente, manteniendo al mismo tiempo operaciones seguras y conformes con la normativa. Además, las empresas químicas tienen que adaptarse a la constante fluctuación de los precios de los insumos y la energía y tener la capacidad de proveer al mercado la combinación de productos más rentable.

    Yokogawa ha estado supliendo las necesidades de automatización del mercado de productos químicos a granel globalmente y ha obtenido reconocimiento como líder en este mercado. Con productos, soluciones y especialización en la industria, Yokogawa entiende su mercado y las necesidades de producción y trabajará con usted para proporcionarle una solución confiable y rentable durante el ciclo de vida de su planta.

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  • Petróleo y gas

    Yokogawa posee un caudal de experiencia en cada parte del negocio del petróleo y el gas, desde instalaciones en altamar y terrestres hasta ductos, terminales y operaciones en aguas profundas. Proveemos soluciones que mejoran la seguridad, garantizan una operación precisa y confiable y aumentan la eficiencia de la planta.

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  • Procesamiento y fraccionamiento

    El procesamiento de gas natural está diseñado para controlar el punto de condensación del flujo de gas natural y separar los líquidos de gas natural para la venta y distribución. La eliminación de petróleo y condensados, la eliminación de agua, la separación de líquidos de gas natural y la eliminación de azufre y dióxido de carbono son procesos que se emplean para separar las impurezas en el alimentador que proviene de los yacimientos aguas arriba. En el proceso de fraccionamiento se extraen los efluentes líquidos de la planta de procesamiento de gas, que pueden estar compuestos de metano, propano, butano y pentano, para ser tratados en columnas de fraccionamiento separadas, y posteriormente pueden pasar a una planta de tratamiento de impurezas antes de ser vendidos como componentes separados.

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  • Producción flotante, almacenamiento y descarga (FPSO)

    La unidad de Producción flotante, almacenamiento y descarga (FPSO) es una planta de producción flotante en altamar que almacena tanto el equipo de procesamiento como los hidrocarburos producidos. Las unidades de Producción flotante, almacenamiento y descarga (FPSO) son utilizadas por las compañías petroleras para lograr que sea económicamente viable producir petróleo en zonas remotas y en aguas más profundas.

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  • Productos a base de químicos

    Yokogawa ha estado sirviendo al mercado de productos químicos a granel globalmente y ha obtenido reconocimiento como líder en este mercado. Con productos, soluciones y especialización en la industria, Yokogawa entiende su mercado y las necesidades de producción y trabajará con usted para proporcionarle una solución confiable y rentable durante el ciclo de vida de su planta. 

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  • Química

    Las plantas químicas dependen de procesos de producción continua y por lotes, cada una de los cuales impone diferentes exigencias para un sistema de control. Un proceso continuo exige un sistema de control robusto y estable que no falle y provoque el cierre de una línea de producción, mientras que en un proceso por lotes el énfasis se centra en tener un sistema de control que permita una gran flexibilidad para realizar ajustes a fórmulas, procedimientos y otros elementos. Ambos tipos de sistemas necesitan ser administrados en el historial de calidad del producto disponible, así como tener la capacidad de ejecutar operaciones no rutinarias. Con el respaldo de su extenso portafolio de productos, un equipo de experimentados ingenieros en sistemas y una red global de ventas y servicio, Yokogawa ofrece una solución para cada proceso productivo.

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  • Refinación

    En el siempre cambiante mercado, las refinerías no solo son vistas como unidades de procesamiento de crudo, sino también como centros de beneficios. Al mismo tiempo, hay una clara conciencia de la necesidad de la seguridad en este tipo de instalaciones. Una solución de la producción total que abarca la planificación, programación, administración y control es necesaria para lograr los objetivos a largo plazo para la rentabilidad, la eficiencia y la protección del medio ambiente. Con años de experiencia en el campo de la automatización, Yokogawa puede traer soluciones totales accesibles para mejorar la operatividad y un mundo más limpio.

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  • Terrestre

    La industria de exploración, desarrollo y producción terrestre se enfrenta a exigencias cada vez más altas y mayores desafíos con entornos cada vez más difíciles y hostiles en las que debe funcionar.

    A medida que las oportunidades de los recursos de gas natural no convencionales, en particular el gas de esquisto, están creciendo en América del Norte, la solución total de Yokogawa juega un papel importante al ayudar a los clientes a satisfacer los desafíos de reducir tanto el CAPEX como el OPEX, mientras que las tecnologías integradas mejoradas aumentan la producción. Nuestra experiencia global y local constituye la base de nuestras soluciones totales únicas para satisfacer las necesidades de esta industria. Con expertos en exploración, desarrollo y producción terrestre que trabajan en oficinas por todo el mundo, ofrecemos un soporte rápido y extenso para satisfacer las demandas de nuestros clientes.

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  • Transporte, distribución y comercialización de petróleo y gas

    La industria de la refinación, comercialización y distribución de petróleo y gas ha estado enfrentando un número cada vez mayor de retos en años recientes. Entre ellos, las características cambiantes de la materia prima a procesar, el envejecimiento de las instalaciones y los equipos de procesos, el creciente costo de la energía, la falta de operadores de planta capacitados que puedan operar una refinería de manera segura y eficiente y los requisitos constantemente cambiantes del mercado y de los clientes.

    Con el paso de los años, Yokogawa ha formado alianzas con muchas compañías de refinación, comercialización y distribución para proveer soluciones industriales enfocadas en resolver estos retos y problemas. Las soluciones VigilantPlant de Yokogawa han ayudado a los propietarios de plantas a alcanzar una máxima rentabilidad y seguridad sostenible dentro de sus plantas.

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