BAB I BAGIAN BAGIAN DARI SISTIM METER

Peralatan ukur Custody Transfer yang dipergunakan pada perusahaan minyak dan gas bumi pada setiap pengukuran arus minyak dibagi menjadi 2 (dua) kategori : Alat Ukur Custody Transfer Class I

Menggunakan system metering yang terdiri dari peralatan utama PD , PT meter, atau Mass Flow Meter(Coriolis) , Flow Computer, unit prover dan instrument pelengkap lainnya, yang dapat memberilkan akurasi pengukuran sebesar 0,15% dan repeatability proving 0,02%.

Alat Ukur Custody Class IIMenggunakan Automatic Tank Gauging ataupun manual Deep Tape yang akurasinya mencapai 1-3 mm setiap 10 meter ketinggian pengukuran.

Metering System terdiri-dari :1. Turbin Meter atau PD Meter

Dengan prinsip kerja mengubah gerakan rotasi rotor atau measuring Unit menjadi output berupa pulsa listrik yang dikeluarkan oleh Magnetic pickup sensor setara dengan jumlah laju aliran (flow rate ) liquid yang dilewatkan.

2. Prover SystemProver system merupakan peralatan recek terhadap meter system dan bertujuan untuk menghitung ketelitian pengukuran atau meter factor pada saat dilakukan proses proving dari Turbine atau PD Meter.

Berikut diperkenalkankan alat ukur custody transfer class I dimulai dari bagian-bagian system meter yang terdiri dari :

1. Air/ Gas separator (No.6) berfungsi untuk memisahkan gas dari liquid yang akan diukur melalui system meter dan di venting melalui vent no. 72. Strainer(No.10)

Berfungsi untuk menahan/menyaring partikel-partikel padat yang terbawa oleh aliran liquid yang akan diukur.

3. Unit Meter (No.11)Merupakan alat ukur aliran liquid, dapat berupa PD meter ataupun PT meter sesuai peruntukkannya yang tergantung dari nilai viscositas liquid yang akan diukur.

4. Pengukur Tekanan ( Pressure Measurement Device) No.12Berupa Transmitter Pressure yang dapat digunakan untuk mengukur / menghitung nilai CPLM atau CPLP secara otomatis setelah melalui flow computer.

5. Pengukur Temperatur ( Temperatur Measurement Device) No.13

1

Berupa Transmiter Temperatur dan dihubungkan ke Flow computer sehingga dapat menghitung CTLM maupun CTLP secara otomatis

6. Flow control Valve (No.14)Merupakan final Control elemen untuk mengatur besarnya flow yang dikehendaki melalui system metering.

7. Double Block & Bleed valve.(No.15)Berfungsi untuk mencegah kemungkinan kebocoran dari liquid pada saat dilakukan proving

8. Prover (No.16)Merupakan peralatan yang digunakan untuk menghasilkan meter factor berdasarkan Volume base dari Prover. Dan sekaligus untuk membuktikan akurasi hasil pengukuran system meter.

9. Sampler system ( No.17)Digunakan untuk memperoleh sample liquid secara proportional yang mengalir melalui system metering . contoh untuk menentukan density 15 atau APIgravity 60/60 . dan pemeriksaan samplenya dapat dilakukan di laboratorium.

2

3

Unloading Marine Bulk Carrier Meter Station With 3 Meters and a Prover

BAB II SISTIM METERING

Sistim metering merupakan seperangkat alat ukur/ Metering Skid yang dipergunakan untuk mengukur aliran fluida melalui pipa.Secara umum system metering terdiri dari 4 bagian utama antara lain meliputi :

- Positip Displacement Meter / Positip Turbine Meter / Mass Flow Meter- Unit Prover / Master meter- Flow computer / Supervisory computer- Kelengkapan Instrument lainnya.( Control valve, 4-way valve, DBB valve

)Sistem metering merupakan alat ukur class I yang digunakan sebagai alat ukur Custody transfer. Nilai Investasi pemasangan Sistim metering akan kembali dengan pencapaian ketelitian pengukuran yang dihasilkan, sekaligus dapat menekan losses pengukuran.

Pertimbangan disain Metering Skid adalah Didalam melakukan desain instalasi system meter harus mempertimbangkan beberapa factor antara lain :

- Instalasi harus mampu mengukur flowrate minimum hingga maksimum dan range tekanan dan temperature operasi dari setiap liquid yang akan diukur.

- Instalasi harus dapat menjamin stabilitas operasi secara optimum, dengan melengkapi : strainer/filter, air/ vapour eliminator dan protective devices lainnya yang dipasang pada bagian upstream meter.

- Instalasi lengkap dengan fasilitas piping system sehingga dapat dilakukan proving untuk setiap unit metering secara individual dan bergantian.

- Instalasi harus lengkap dengan flow conditioning pada bagian upstream dari meter untuk mencegah terjadinya flow turbulence.

- Instalasi harus memenuhi standard & code yang berlaku ( API – MPMS ).

Parameter-parameter penting menurut standard API, ISO-7278 adalah :1. Repeatability pada saat proving ≤ 0.02 %2. Accuracy dari meter ± 0.15 %3. ∆ MF ‹ 0.5 % ( pada service dan kondisi operasi yang hampir sama )

Unit prover atau berjana uji adalah alat uji yang volume basenya sudah ditentukan.System Computer berfungsi melakukan peerhitungan-perhitungan transfer liquid yang terdiri dari Flow computer, Supervisory Computer, PLC, dan Printer.

4

Minimum back pressure pada PT / PD meter harus Sesuai untuk mencegah cavitation akibat adanya tekanan uap tinggi dari liquid. Untuk mencegah timbulnya cavitationpada meter minimum back pressure pada liquid dengan low vapour pressure (Pb) harus mencapai 2 kali dari pressure drop sepanjang meter (∆ P) pada flow rate maksimum ditambah 1.25 kali vapour pressure liquid (Pv) pada temperature maksimum operasi, secara matematis ditulis sbb.:

Pb = 2 ∆P + 1,25 Pv

5

6

Pipeline –Meter Station With Three Displacement Meters

7

Arregement of Pipeline-Meter Station With Two Turbine Meters

BAB IIIDISAIN PIPE PROVER

Pemilihan tipe prover, yang dibutuhkan untuk instalasi yang akan dihubungkan dengan sistim perpipaan meter, antara lain meliputi :

1 . Prover yang diperlukan type Portable atau Fixed.2 . Jumlah dari stream Meter yang akan di Proving di lapangan.3 . Posisi dari prover yang dikehendaki di atas atau dibawah Ground Level4 . Derajat otomatisasi yang dikehendaki pada operasi proving.5 . Apakah prover akan digunakan secara kontinu atau harus diisolasi

terhadap stream yang diukur apabila tidak digunakan untuk memproving meter.6 . Flowrate minimum dan maximum yang diperkirakan.

Dalam menentukan volume prover diantara kedua detector switch, perlu dipertimbangkan

1 . Pencapaian repeatability dari sistim proving2 . Kemampuan/ sensitivitas dari detector switch untuk mencapai

repeatability yang dikehendaki pada sistim meter.3 . Perbedaan letak antara unit meter dan proving dengan Control panel4 . Perbedaan threshold dari generator signal meter, yaitu Jumlah pulsa per

unit volume.

Kalibrasi menggunakan metode Master meter

1 . Prinsip dari metode master meter adalah menentukan volume dalam satu kali

proving dengan cara membandingkan dengan unit meter lain yang telah dilakukan

proving dengan teliti oleh Unit Prover yang telah dikalibrasi Base Volumenya.

2 . Metoda master meter dapat digunakan pada setiap instalasi yang remote ,

terutama pada instalasi metering skid pada platform / offshore. 3 . Master prover dan meter kerja harus dihubungkan secara seri ,

sedemikian sehingga flow total yang melewati masing-masing harus sama saat dilakukan

8

proving.. Sequence dari pengaturantersebut dapat dilakukan berulang sampai didapatkan repeatability 0,02 % sesuai kondisi operasi. 4 . Master prover biasanya lebih kecil dibanding prover yang akan

dikalibrasi dan base volumenya harus ditentukan menggunakan methoda water draw test Hal ini mengartikan bahwa hubungan traceability antara pengukuran test primary disertifikasi oleh yang berhak, sehingga volume base bisa diketahui. 5 . Master meter bisa berupa PD atau PT meter yang lain yang

dikonfigurasikan secara lengkap.6 . Master meter biasanya non temperature compensated, dan harus

mempunyai history dari performance secara konsisten.

Meter Proving

Tujuan dilakukan proving pada PD meter atau PT meter adalah untuk mendapatkanmeter factor, yaitu nilai yang dicapai dengan membagi Volume Actual dari liquid yang lewat meter selama proving dgn Volume yg tercatat oleh PD atau PT Meter.

Vol. Actual ProvingMF = ------------------------------ Vol. Yang tercatat oleh meter

Tujuan MF adalah untuk mengkoreksi indicated Volume meter pada suatu rate pengukuran.

Meskipun pencapaian MF adalah step awal didalam perhitungan net standard Vol.suatu penerimaan atau pengiriman, tetapi keseluruhan perhitungan akan dimasukkan beberapa factor koreksi .

Tipe-tipe dari Prover

Sistim prover terbagi menjadi beberapa tipe, antara lain :a. Pipe Prover

Umumnya ukurannya besar, dan digunakan untuk menghandel flowrate yang tinggi dan Vapour rate yang tinggi .

b. Tank Prover

9

Sering digunakan untuk menghandel liquid dengan flowrate dan vapourrate yang tidak terlalu tinggi.

c. Master Meter ProverDapat digunakan untuk setiap ukuran flowrate dari liquid , menjamin bahwa liquid yang melalui meter akan diproved sesuai dengan liquid yang melewati master meter dan pada saat tersebut meter factor (MF) dapat diketahui.

d. Compact ProverMerupakan prover ukuran kecil yang bersifat portable, mudah digunakan untuk semua tipe metering, dan pada kondisi operasi normal melewatkan flow secara kontinu tanpa mengganggu line product. Compact prover menggunakan piston dan valve-valve , double chronometry , optical switch detection, dan perhitungan data secara otomatis

10

Typical Bidirectional U-type sphere meter prover

11

Typical Bidirectional StraightU-type piston prover system

12

Typical Unidirectional Return-type prover system

Typical Master Meter

13

14

15

Water Calibration of Bidirectional Provers

BAB IV PEMILIHAN TIPE METER

Menurut Standard API-MPMS chapter 4, pemilihan jenis meter sangat ditentukan oleh nilai viscositas dari liquid yang akan diukur.

Pemilihan pemakaian tipe meter didasarkan atas : Jenis dari liquid yang akan diukur, termasuk Viscosity, vapor pressure,

toxicity, corrosiveness, dan kemampuan pelumasan.Untuk liquid dengan viscosity < 20 Cst dipilih menggunakan jenis PT-meter.Untuk liquid yang mempunyai viscosity 20 Cst dipilih memakai jenis PD-meter.

Operating flow rate, apakah continuous, intermittent, bidirectional, atau reversible.

Ketelitian yang diperlukan. Class dan type dari material / system piping dan ukuran peralatan yang

digunakan. Range dari tekanan operasi, temperature operasi. Tipe, metoda, dan frekwensi dari proving yang akan digunakan.

Pada PT atau PD Meter dilengkapi dengan alat penghasil dan pengirim pulsa listrik yang dibangkitkan sesuai dengan jumlah aliran liquid yang diukur PT atau PD meter harus terpasang dengan fasilitas-fasilitas agar dapat diuji secara otomatis tanpa mengganggu proses operasi.Setiap PT atau PD-meter harus dilengkapi dengan kurva-kurva karakteristik hasil kalibrasi (K factor meter vs flow rate) dan harus dapat memenuhi persyaratan sebagai berikut :Repetability : 0,02 %, Linearity : 0,15 % diluar batas / range flow dan viscosity.

Faktor – K (K–Factor)

Register totalize elektronik menerima input signal berupa pulsa yang dikirim oleh suatu pulse generator yang digerakkan oleh shaft dan gear-gear yang terhubung pada rotor meter. Unjuk kerja pulse generator menimbulkan parameter baru yang disebut sebagai K-factor dalam satuan pulse / unit volume dalam beberapa banyak pulsa yang diperlukan untuk meregister satu unit volume (K-faktor nominal), atau menghasilkan hitungan volume standar yang sebenarnya dari liquid yang melewati meter (K-faktor kondisi proving).1. K-factor Nominal :

K-faktor nominal adalah angka yang menggambarkan jumlah pulsa actual dari pulsa generator untuk meregister satu unit volume nominal yang tertera pada meter register. Dapat juga dikatakan : angka jumlah pulsa yang setara dengan satu unit volume yang terbaca pada meter register.

16

……………………………………..

(1)

dimana T = rentang waktu dalam operasi meteringBila T tersebut rentang waktu dalam periode proving maka dapat dituliskan sebagai berikut :

Untuk Bi-directional prover

……………. (2)

Untuk Unidirectional prover :

................................. (3)

Dari persamaan (1) atau (2) dapat dituliskan :

.......................... (4)

.......................... (5)

Pemasangan ATC

Automatic temperature compensation memberikan dampak pada perhitungan K–factor sebagai berikut :

17

Pada meter 1 :

Pada meter 2 :

a1 = Volume reading corrected (to temperature)b1 = Pulse count corrected (to temperature)

Pada Meter 3 :

Konfigurasi meter 3 jarang dipakai, karena menghasilkan K-factor nominal yang tidak konstan.

Catatan :

Scaling factor

Dari persamaan (4) dan (5), dapat disimpulkan (juga dari contoh diatas terlihat) bahwa :

untuk electronic register dapat menghasilkan nilai meter reading operasi.

18

4.1. Praktek menghitung K-factor nominal dilapangan (saat proving)

Bila register mekanik tidak dilengkapi dengan start-stop register otomatis selama proving, maka dapat sediakan photo tustel sebagai berikut :

Saat detector switch DS 1 disentuh bola maka pulse counter mulai menghitung pulsa dan saat itu juga register mekanik di photo / ambil gambar (=angka meter opening).Demikian pula saat switch DS2 disentuh bola maka pulse counter berhenti menghitung pulsa dan saat itu juga register mekanik di photo lagi (= angka meter closing)

Jadi :Meter closing – meter opening = meter reading a m3

Pulse count pada counter = b pulses

Hal yang sama dapat dilakukan pada turbine meter yang dilengkapi dengan lokal volume register dari manufacturer yang integral dengan rotor (manufacturer calibrated).

4.2. K-factor nominal untuk menghitung meter factor

Angka K-factor nominal dipakai untuk mendapatkan angka meter factor sebagai berikut :

Dari rumus pada butir 1-9 =

19

dimana V15o.Po = Vbase prover = Vb

VReading proving P.T = Metered volume reading proving

Dari rumus MF diatas dan rumus (4) didapat =

…………………….. (6)

4.3. K – factor nominal dalam perhitungan standard volume

Dari rumus perhitungan measurement ticket diketahui

Dikombinasikan dengan rumus (4), (5) dan (6) diatas didapat :

…(7)

Dalam hitungan akhir terlihat K-factor hilang (tereliminir)

4.4. Peranan K-factor nominal untuk operasi manual metering waktu terjadi computer failure

Pada system metering elektronik / computerized, ternyata seringkali masih tetap diperlukan adanya register mekanis.Hal ini sangat berguna terutama dalam keadaan terjadi computer failure atau local power failure.Dalam keadaan ini, measurement ticket dapat dihitung dengan formula sebagai berikut :

20

Pelaksanaan metering dalam situasi emergency / power failure hendaknya diatur dalam SOP transfer. SOP tersebut perlu diuji coba operabilitynya maupun keefektifannya sehingga dapat bersifat proven.Pada situasi ini, harga K-factor yang tepat akan sangat menentukan akurat atau tidaknya nilai MF (meter factor) yang digunakan dalam perhitungan (K-factor tepat → MF akurat).

Catatan :

Harga meter factor (pendekatan) yang diperoleh dari K-factor (pendekatan) seperti diterangkan dalam uraian berikut, bersifat kurang akurat bila digunakan menghitung metered standard volume dalam situasi emergensi diatas. Ini disebabkan K-factor (pendekatan) tidak menerangkan hubungan pulsa yang ada dengan nilai volume pada register totalizer. Padahal disini Vreading operasi harus dilihat dari register totalizer (local) yang ada.

4.5. K-factor pendekatan dan meter factor pendekatan

Terdapat suatu situasi dimana suatu saat sulit, bahkan tidak dapat dilakukan percobaan untuk mendapatkan nilai K-factor nominal yang akurat.Situasi tersebut adalah :

Meter tidak memiliki fasilitas peralatan register totalizer local atau remote untuk membaca metered volume reading (kasus meter unit 67 di UP-IV Cilacap)

Meter memiliki fasilitas peralatan register totalizer namun tidak sesuai spec atau kurang akurat, misalnya akurasi rendah karena gear rusak dan sebagainya, atau akurasi melebihi 0,1% seperti tersebut dalam vendor manual.

Dalam posisi seperti tersebut diatas, maka metered standard volume dapat dicari sarana K-factor pendekatan dan meter factor pendekatan

21

4.6. K-factor pendekatan

K-factor pendekatan merupakan angka yang menggambarkan kesetaraan / ekuivalensi jumlah pulsa yang timbul dalam mengukur liquid volume sebesar Vb prover (jumlah pulsa prover yang setara dengan Vb), atau volume liquid dalam prover corrected.

………….. ………. ……….

(8)

Ref : PECO instruction manual UP-IV Cilacap

Dapat juga :

…………………..(9)

Ref : PECO instruction manual UP-V Balikpapan

Dimana :

Vb x CTSP x CPSP x CTLP x CPLP = volume liquid dalam prover corrected.

Disebut K – factor pendekatan karena harganya mendekati harga K-factor nominal dan harga K-factor kondisi proving. Disini nilai penyebut dari masing-masing factor saling berdekatan atau hampir sama, terlihat dari kenyataan sebagai berikut :

Nilai : metered volume reading proving hampir sama (mendekati) nilai Vb, maupun Vb x CTSP x CPSP x CTLP x CPLP.

4.7. Meter factor pendekatan

Dari rumus (4), dapat ditulis

Jadi :

…………….. (10)

Metered volume reading proving dalam beberapa proving report sering disebut juga : gross meter volume dalam proses proving.

22

Catatan :

Harga meter factor pendekatan memang kurang akurat bila dipakai untuk menghitung metered standard volume dengan mengalikannya dengan Vreading operasi dari register totalizer. Namun demikian angka meter factor pendekatan dapat digunakan sebagai sarana untuk statistic dalam membuat single point control chart (atau meter factor chart) Ref. BP Maintenance Figure 4.1. Chart ini dapat dipakai sebagai alat analisa kinerja metering system.

4.8. K – factor pendekatan dalam perhitungan standard volume

…

(11)

Dalam rumus terakhir ini K – factor pendekatan juga dihilangkan atau dieliminir. Jadi hasil perhitungan akhir yakni volume standard sebenarnya terbukti tidak dipengaruhi oleh nilai K-factor pendekatan. Nilai K factor pendekatan hanya berpengaruh pada meter factor saja.

4.9. K-factor kondisi proving (= K – factor K.P)

K-factor kondisi proving adalah banyaknya pulsa yang sudah corrected yang setara / ekivalen dengan satu unit volume standard dari liquid dalam prover pada saat dilakukan proving.

Rumus umum :

……………………. (12)

Untuk unidirectional prover :

23

Untuk bidirectional prover :

4.10. Kegunaan K – factor K. P

Kegunaan dari K-factor K.P sebagai berikut :

Untuk membuat curve linearity dari masing-masing body meter. Operasi meter diharuskan oleh SEP agar berada pada daerah linear pada range dari flow-rate. Ketentuan ini akan memberi batasan minimum dan maximum flow-rate dari operasi metering.

Untuk menentukan angka (scaling factor) pada electronic register totalizer, sehingga didapatkan harga observed metered volume.

4.11. K-factor kondisi proving untuk menentukan linearity

Biasanya dalam operasi bodymeter, urutan rotor mengalami slippage (slip) pada waktu diputar oleh aliran liquid. Dalam hal ini frekuensi putaran rotor tidak/kurang selaras dengan kecepatan aliran liquid.

Tingkatan slippage yang tidak sama pada setiap tingkatan flow-rate menyebabkan ketidak-linearan dalam operasi metering dan akan tergambar pada curve linearity.Operasi bodymater flow rate dijalankan pada daerah linear atau relatip linear sesuai standard Enjiniring Pertamina KP 18 sect 6), sehingga kemudian dapat ditentukan flow rate minimum dan maksimum (turn-down ratio).Beberapa ketentuan dalam SEP-KP 18 sect 6 sehubungan dengan K-factor kondisi proving sebagai berikut :

- Setiap body meter harus dicari dan ditentukan curve karakteristik dari hasil kalibrasi dengan ketentuan : Repeatability < 0,02% Linierity < 0,15% pada flow turn down dan viscosity range

24

KPFact K.1

PulseGenerator Observed

Metered Volume

Register TotalizerPrinterPulse

- System Computer hendaknya dipilih yang mampu mengontrol sequences proving dan mampu menghitung K-factor secara automatic.

4.12. Cara menentukan meter linearity (Ref. Cooper-Librand Consultan)

Meter linearity dapat diplot curvenya dengan data yang diambil dari percobaan dilapangan, yang dilakukan pada awal pengoperasian metering. Percobaan ini sangat mudah dilaksanakan bila metering memiliki sistem computer seperti tersebut diatas.

Langkah yang diperlukan :

Lakukan proving secara benar pada flow rate 20%, 40%, 60%, 80%, 100% dan bila perlu 10% atau 120%. Dengan formula K – factor kondisi proving pada butir (12), hitunglah K – factor pada flow pada flow rate tersebut, hasilnya diplot dan misalnya menghasilkan grafik sebagai berikut :Apabila curva telah diplot, tentukan kemudian nilai median K-factor kondisi proving sebagai berikut :

Median K – factor KP = high K – factor KP + low K – factor KP (KP = kondisi proving)

Linearity yang diperlukan : <0,15% → SEP KP 18 Sect 6Dalam gambar contoh diatas :

10% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

FLOW RANGE DALAM KAITAN LINEARITY

FLOW RANGE TEKNIS

HIGH (2)

HIGH (1)

LOWW

LINEARITY &K-FACTOR

LIN A>0.15%

LIN B≤0.15%

% FLOW RATE

25

MEDIAN : A

MEDIAN : B

Bila Linearity B (Lin B)<0,15% maka flow range yang diperbolehkan adalah 40% sampai 120% flow rate.

Contoh :Carilah harga median K-factor K. P dan high K-factor K. P bila low K – factor K. P adalah 1000 pulses/m3.Jawab:Bila median K-factor KP = KFHigh K – factor KP = HKFLow K – factor KP = LKF = 1000 pulse/ m3.

Berarti :

4.13. K-factor kondisi proving untuk menetukan angka scalling factor untuk electronic ticket printer

Pada system metering semi-computerized, biasanya proving report dikerjakan secara manual, namun delivery ticket sudah didapat dari electronic tiket printer, seperti contoh berikut :

Contoh :

26

Disini berlaku rumus :

Ref : table 4.5BP Maintenance

Merupakan angka scaling factor pada electronic multiplier sebelum pulse count diteruskan pada delivery ticket printer. Nilai K – factor kondisi proving yang diambil adalah dari nilai median-nya.

Jadi :

.. (13)

4.14. Kesimpulan :

27

Dari uraian diatas, dari perhitungan K-factor nominal, K-factor pendekatan maupun K-factor kondisi proving ternyata dapat dihasilkan perhitungan standard metered volume dengan bentuk formula yang persis sama. Ini terlihat pada formula (7), formula (11 dan formula (13) yang bentuknya sama, namun didapat dari cara perumusan yang berbeda.

28

BAB V PEMILIHAN JENIS UNIT PROVER

Unit Prover atau bejana penguji alat ukur yang terdiri dari sebuah pipa U yang volume standarnya tertentu dan sudah diketahui. Dengan kata lain volume standarnya ditentukan oleh jarak antara 2 buah detector switch. Didalam bejana penguji terdapat bola. Sistem meter dilengkapi dengan alat pembangkit pulsa listrik yang sebanding dengan laju alir produk / liquid yang akan diukur. Pada saat PD atau PT-meter akan diuji liquid akan mendorong bola untuk bergerak sepanjang pipa uji. Bila bola menyentuh detector switch pertama maka penghitung pulsa akan mulai menghitung untuk mencacah volume liquid yang melewati meter. Apabila bola menyentuh detector switch kedua, penghitung pulsa akan berhenti menghitung.Jumlah pulsa yang dihasilkan selama menghitung volume diantara detector harus mencapai > 10.000 pulse untuk unidirectional, atau > 20.000 pulsa untuk tipe bidirectional.

Ada 2 jenis unit prover yang sering dipergunakan, yaitu : Prover tipe Unidirectional

Prover tipe ini dilengkapi dengan Sphere handling valve, yaitu untuk mengatur jalannya bola pada setiap run proving.Prover tipe ini mempunyai keunggulan pressure dropnya relative rendah, dan kemungkinan kontaminasi produk kecil. Tetapi mempunyai kelemahan tidak dapat dipakai sebagai portable prover.

Prover tipe BidirectionalProver tipe ini dilengkapi dengan four way valve untuk mengatur arah jalannya bola pada saat operasi proving. Bila bola bergerak kearah sebaliknya akan menyentuh detector pertama dan penghitung pulsa akan mulai mencacah, dan apabila bola menyentuh detector kedua akan memberi perintah untuk berhenti menghitung, untuk tipe bidirectional satu run proving adalah satu round trip.Prover tipr Bidirectional mempunyai kelebihan dapat dipakai sebagai portable prover dan bila dipasang tetap namun hanya memerlukan space yang relative kecil.

Beberapa formula yang digunakan adalah :1. Mencari Volume Liquid dalam prover pada kondisi standar :

Volume liquid dalam prover pada Pp, Tp = Volume prover pada Pp, Tp

Volume Prover Pp, Tp = Vbase p x CTSP x CPSP

(VPP, Tp, P) CTSP (pada Tp) < 1Untuk Pp, Tp > P, T Standar

CPSP (pada Tp) > 1

29

Volume liquid dalam prover pada kondisi standar (60oF, Equilibrium pressure)= Volume of liquid in the prover corrected to standard condition.= (Volume liquid dalam prover pada PP, TP) x CTLP x CPLP

= Vbase p x CTSP x CPSP x CTLP x CPLP

CTLP (pada TP) < 1 Untuk PP, TP > P, T Standar

CPSP (pada TP) > 1

2. Rumus Meter Factor (MF)

Dimana : CTSP, CPSP, CTLP, CPLP, CPLM, CTLM adalah nilai-nilai koreksi pada kondisi P dan T saat proving.

3. Mendapatkan volume liquid actual pada kondisi standard yang terbaca pada meter

= Actual metered quantity (API Chapt. 12 sec. 2 page 9)= Indicated volume x MF x CPLM x CTLM

CTLM (pada TM) < 1Untuk PP, TP > P, T Standrad

CPLM (pada PM) > 1

CTLM dan CPLM adalah nilai koreksi pada P dan T saat operasi

Jadi actual metered quantity :

saat proving saat operasiUntuk liquid yang mengandung S & W

saat proving saat operasi

Rumusan pada butir 3 diatas berlaku untuk system metering yang computerized.

30

Sedangkan untuk system metering yang masih manual dan dilengkapi dengan ATC, maka CTLM = 1

Untuk perhitungan secara manual yang disederhanakan maka CPLM & CTLM saat proving = CPLM & CTLM saat operasi.

Actual Metered Quantity = Indicated Volume x MF X CSW

Keterangan :

1. CTSP = Faktor pengaruh pressure pada steel dari prover CTSP = 1 + (t – 15) t = Temperature oC dari dinding prover

= Coefficient cubicle expansion per oC of the metal CTSP < 1

2. CPSP = Faktor koreksi untuk pengaruh pressure pada steel dari prover.CPSP = 1 + PD / Et P = Internal pressure

D= Internal DiameterE = Modulus of elasticity (mild steel : 3 x

107 stainless steel : 2,8 x 107)T = Wall thickness (inchi)

3. CTL = Faktor koreksi untuk pengaruh temperature pada liquidV60 = VT x CTL

4. CPL = Faktor koreksi untuk pengaruh pressure pada liquid

P = Pressure (psig)

Pe=Equilibrium Vapor Pressure pada meas. Temp. (psig)

F = Compressibility factor untuk Hydrocarbon

Untuk low vapour pressure liquid :

SISTEM COMPUTER

Computer prover yang dilengkapi dengan microprocessor base menerima semua input untuk data akhir perhitungan, display dan print out. Factor koreksi volume untuk pengaruh perubahan pressure dan temperature pada liquid dapat diinput secara manual atau dihitung

31

didalam menggunakan input dynamic analog transmitter dan algorithma API.

Single supervisory computer dengan Man Machine Interface (MMI) dan fungsi-fungsi kalibrasi, dua data base computer yang menyediakan komunikasi, totalisasi dan reporting, keberadaan flow computer untuk test secara terpisah.

Tingkat level tertinggi dari system computer adalah supervisory computer, yang akan memonitor computer pada level satu tingkat dibawahnya, mengidentifikasi data base computer, untuk melaksanakan fungsi routine.

32

DEFINISI KF, MF

Vol. Liq. In the Prover Corrected to Standard Condition MF =

Change in Meter Reading Corrected to Standard Condition

Vbase.p * CTSP * CPSP * CTLP * CPLP

=VChange Reading * CTLM * CPLM

Actual volume of a liquid passed through a meter =

Volume indicated by the meter

Pulse Count per-round trip proving K Factor = Metered Volume Reading Proving

Number of electrical pulses emitted by a meter = Volume of liquid passed through the meter

Pulse count proving =

Vbase * CTSP * CPSP * CTLP * CPLP

VReading (proving)

VReading (Proving) * CTLM * CPLM

Pulse Count(Proving) * CTLM * CPLM

K factor (proving) =Vbase.p* CTSP * CPSP * CTLP * CPLP

* UNTUK PROVER YANG BIDIRECTIONAL

Pulse Count(Proving) * CTLM * CPLM

K factor (proving) =Vbase.p* CTSP * CPSP * CTLP * CPLP

33

(Ref. ISO 7278-2 Page2)

(Ref. ISO 7278-2 Page2)

BAB VI PULSE INTERPOLATION

6.1. Introduction

Untuk melakukan proving pada meter yang mempunyai angka-angka output pulsa minimum < 10.000 harus dikumpulkan selama periode proving.jumlah pulsa yang dihasilkan per-unit volume Throughput dibatasi dari segi pertimbangan desain.Dalam banyak pemakaian kenaikan rata-rata dari Resolusi flowmeter dapat memberikan beberapa keutungan.

Signal electronic dari flowmeter dapat disempurnakan sedemikian dengan dilakukan interpolasi antara pulsa-pulsa yang berdekatan/berbatasan.

Teknik untuk mengatasi perbedaan dari output flowmeter dikenal sebagai Methode PULSE INTERPOLATION.Meskipun Teknik pulse interpolasi adalah khusus untuk prover dengan ukuran kecil, dapat juga diterapkan pada peralatan proving lain.

Metode Pulse Interpolation diketahui sebagai DOUBLE CHRONOMETRY, diterangkan dalam chapter ini, merupakan teknik yang diterapkan pada proving flowmeter. Seperti pada methode lain pulse interpolasi menjadi dapat diterima pada pemakaian praktis di industri, mereka harus menerima pertimbangan yang sama, disediakan agar dapat melakukan test verifikasi yang estabilish & spesifikasi yang diterangkan dalam publikasi ini.

Definition of term

6.1.1. Detector Signal …………..

6.1.2. Flowmeter discrimination : pengukuran dari kenaikan yang kecil dari perubahan dalam pulsa-pulsa per-unit volume dari volume yang akan diukur.

6.1.3. frequency : adalah angka dari pengulangan, atau cycles, dari periode signal (contoh : pulsa-pulsa, tegangan AC, atau arus) terlihat dalam waktu periode dari 1 second.Angka dari pengulangan, atau cycles, yang terjadi dalam periode 1 second yang dinyatakan dalam Hertz.

34

6.1.4. Pulse-InterpolationDidefinisikan setiap dari bermacam-macam teknik dengan dimana keseluruhan jumlah dari pulsa-pulsa meter dihitung diantara 2 kejadian (seperti 2 detector switch didalamnya), setiap fraksi yang tersisa dari pulsa antara dua event diperhitungkan.

6.1.5. Scope :Di dalam chapter ini menerangkan, bagaimana methoda double-chronometry dari pulsa interpolation, termasuk kebutuhan system operasionalnya dan peralatan testing, yang digunakan dalam meter proving.

Definition of Term

6.1.2.1. DETECTOR SIGNALAdalah “perubahan Contact Closure” atau signal lain yang men-start atau stop prover counter atau timer dan memberikan definisi Calibrated volume dari prover.

6.1.2.2. LAGGING EDGEAdalah transisi dari positif ke negatif dari signal electronic.

6.1.2.3. LEADING EDGEAdalah transisi dari negatif ke positif dari signal electronic.

6.1.2.4. METER PULSE CONTINUITYAdalah deviasi dari periode interpulse dari flowmeter yang diexpresikan dalam percentage dari periode full pulse.

6.1.2.5. A NON ROTATING METERAdalah setiap metering device dimana output pulse meter yang tidak dibangkitkan dari rotasi mekanis sebagai penggerak dengan flowing stream.Sebagai contoh : vortex shedding, venturi tubes, orifice plates, etc.

6.1.2.6. ROTATING METERAdalah setiap peralatan metering yang mana output meter pulsa diambil dari Rotasi mekanis sebagai penggerak dengan flowing stream.Sebagai contoh : PT, PD meter → kedua meter tersebut outputnya diambil dari continuous angular displacement dari flow driven member.

35

6.1.2.7. OSCILLATORAdalah peralatan electronics yang dapat membangkitkan signal-signal pada frekwesi preset ditentukan oleh value (harga-harga) dari konstanta yang pasti didalam circuitnya.

6.1.2.8. RAMP/SWEEP GENERATORAdalah peralatan yang merubah frequency pada rate yang constant dan memasukkan/menggabungkan oscillator yang dapat diprogram untuk melengkapi output pada range frequency yang telah ditentukan.

6.1.2.9. SIGNAL-TO-NOISE RATIOAdalah ratio/perbandingan dari magnitude dari signal listrik ke noise electrical. (harus tinggi supaya tidak mengganggu).

6.2. Double-Chronometry Pulse Interpolation

Double-Chronometry Pulse Interpolation membutuhkan perhitungan dari total integral number dari pulsa-pulsa flowmeter, (Nm), dibangkitkan selama waktu proving berjalan dan pengukuran time interval T1 dan T2.Dimana T1 = Time Interval antara pulsa flowmeter yang pertama sebelum atau sesudah signal detector pertama dan pulsa flowmeter pertama sebelum atau sesudah signal detector yang terakhir.T2 = Time interval antara signal vektor pertama dan terakhir. Pulse Counter atau Timer akan distart dan distop oleh signal dari detector prover atau detector switch.Time interval T1 berhubungan dengan pulsa-pulsa Nm, dan T2, berhubungan dengan jumlah pulsa yang diinterpolasikan (N1), dan diukur menggunakan clock yang teliti. Perhitungan interpolated pulsa diberikan dengan persaman :

N1 = NM (T2/T1)

Pemakaian Double Chronometry dalam meter proving memerlukan perbedaan dari time interval T1 dan T2 yang lebih baik dari ± 0,01 %.Time period T1 dan T2 harus setidak-tidaknya minimum sebesar 20.000 kali lebih besar daripada refence period Tc dari clock yang digunakan untuk mengukur time interval.

Contoh berikut untuk Time Period T2 :

T2 > 20.000 Tc, atau N1/Fm > 20.000/Fc

Oleh karena itu : FC > (20.000/Nm) Fm.

36

Dimana : TC = Reference period dari Clock = 1/FcN1 = Interpolated Number dari pulsa-pulsa meterFm = Frekw output pulsa flowmeter (max. value untuk diatas)Fc = Frequency Clock

37

6.2.1. CONDITION OF USE

Kondisi yang diterngkan dlam 6.2.1.1 s/d 6.2.1.3 menggunakan double chronometry pulse interpolation seperti diterangkan dalam chapter ini.

6.2.1.1. Interpolated number dari pulsa, N1, tidak akan merupakan angka keseluruhan. N1 karena hal tersebut dibulatkan ke resolution minimum dari 1 part dalam 10.000.

6.2.1.2. Metode pulse interpolation berdasarkan pada asumsi bahwa actual flowrate tidak akan memperkuat perubahan selama periode diantara keberhasilan pulsa-pulsa meter.Untuk menjaga validitas dari asumsi, fluktuasi jangka pendek dalam flowrate selama opersi proving harus di minimize.Interpolasi pulsa harus dicoba dibawah kondisi dari simulasi-flowrate (lihat : 4.6.3).

6.2.2. FLOWMETER OPERATING REQUIREMENTS

Flowmeter yang diprioritas dilengkapi dengan pulsa-pulsa untuk system pulse interpolasi harus memnuhi persyaratan berikut :

a) Jika Pulse Repitition rate (rate pengulangan pulsa) pada flowrate konstan tidak dapat dipertahankan didalam limit yang diberikan, kemudian flowmeter dapat digunakan dengan system pulse interpolaton hanya pada lower overall accuracy level (level accuracy overall terendah).Dalam hal ini Revisi accuracy kalibrasi harus dievaluasi.

b)Kontinuitas pulsa-pulsa meter didalam rotating flowmeter haruslah ± 10 percent (± 5 % dari rata-rata).Pulsa-pulsa flowmeter yang ditimbulkan dapat diamati (observed) dengan menggunakan oscilloscope, dan Time base diset ke minimum dari satu full cycle, untuk meyakinkan kontinuitas meter pulse dari flowmeter.

c) Repeatability dari non rotating flowmeter (selain PD & PT meter) merupakan fungsi rata-rata dari perubahan dalam frekwensi pulsa pada flowrate yang konstan.Untuk menggunakan teknik pulse interpolasi pada non rotating flowmeter, kontinuitas meter pulse dari flowmeter haruslah ± 10% (± 5% dari rata-rata) untuk mempertahankan ketelitian dan kalibrasi.

38

d)Ukuran dan bentuk signal yang dibangkitkan oleh flowmeter haruslah sesuai untuk presentation ke system pulse interpolasi.Juka perlu, signal harus diperkuat dan shaping (dibentuk) sebelum masuk ke system pulse interpolasi.

6.3.1. FUNGTIONAL OPERATIONS TEST

Pulse interpolasi electronic akan dilengkapi secara on board dari verifying operation prover dari key internal komponen seperti CPU memory, clock, timer dan counter. Kemampuan test ini harus dilengkapi seperti user-executable feature. Jika unit tidak melewati internal test & equipment digunakan, hasil proving perlu dicurigai.

Salah satu dari operasi diatas ditegaskan (confirmed); unit dapat difungsikan dengan tested simulasi dengan set yang diketahui dari kondisi proving. Frequensi pulsa meter yang disimulasi dan time displacer T2, harus diinputkan ke system simulasi pulse interpolation.

Pengukuran time T1 dan T2 pada keseluruhan penghitungan pulsa, dan hasil perhitungan harus dibandingkan ke hasil yang diharapkan.Hasil simulasi electronic harus meyakinkan timing prover yang berhubungan antara signal pulsa meter yang trjadi dan gate signal.

Frequency meter pulse yang di simulasikan harus diantara 10% dari nilai rate max, dan simulated time displacer travel haruslah diantara 10% dari harga minimum untuk testing yang diperlukan dari unit.Electronic simulation juga termasuk dari disain peralatan pulse interpolation atau dapat dilengkapi secara terpisah.

6.3.2. CERTIFICATION TEST

Certifikasi yang diperlukan untuk pulse interpolasi electronics seperti pada test equipment electronic lainnya, seperti oscilloscopes & function generator.Test certificate harus dilakukan berdasarkan pada basis schedule atau perjanjian antar user.Certificate test diberikan dalam chapter ini tidak menghalangi penggunaan test yang lain yang dapat dilakukan pada instalasi actual di field.Blok diagram peralatan certificate test diberikan pada gambar (FIG A-2).Test ini berlaku / valid untuk peralatan yang menggunakan methoda double-chronometry dari pulse interpolation.

39

Oscillator yang sangat stabil dan dengan range yang lebar dipasang dan memberikan Signal output dari frequency F1c.Output difedkan pada logic, dengan membagi frequency pulse untuk mengcreate simulated meter pulse frequency (F1m) untuk testing dan menghasilkan gate signal yang mana synchronized dengan tepat dengan signal pulse F1m.

40

Double – timing method

Quadruple – timing method

41

Phase-Locked-Loop method

BAB VII

PROVER SIZING

7.1 PROVER TYPE BIDIRECTIONAL

Service Diesel, Gasoline, Jet FuelTurbine meter size : 4 inch, K factor : 1.000 pulses/bblNormal flow rate 1.800 BPH minimum flow rate 800 BPHMaksimum flow rate 2.100 BPHProver type bidirectional sphere proverLine sizing : 12 inchTentukan volume minimum diantara detector switch agar mencapai setidak-tidaknya 10.000 pulses per proving pass.

a. Gunakan persamaan 3

Tentukan Displacer Velocity

b. Gunakan Persamaan 4

42

Block diagram for equirement verification tests

Velocity berada diantara ranges 1 – 5 ft/s untuk prover type bidirectional

c. Test gunakan maksimum dan minimum expected flow rateMaks : Min :

Tentukan diameter pipa provera. Gunakan maksimum expected flow rate

b. Gunakan minimum expected flow rate

Tentukan minimum Calibrated section length

a. Gunakan persamaan 6

43

b. Gunakan Persamaan 7, jika Repeatability Detector adalah + 0.030 dan akurasi yang diharapkan 0.02%, maka

Tentukan panjang prerunKarakteristik cycling dari 4-way valve = 8 second

a. Gunakan persamaan 8

Dimana SF = manufacture safety factor = 1.25

Review hasil-hasil perhitungan a. Prover Volume = 10 BBLb. Prover diameter = 12 inchc. Calibrated section = 72 ftd. Prerun = 21 ft

7.2 PROVER TYPE UNIDIRECTIONAL

Servis : Crude OilType : PD Meter, K factor 8.400 pulses/barrelNormal flow rate : 4.200 BPH Min flow rate : 600 BPHMaksimum flow rate : 4.600 BPHProver type : Unidirectional sphere proverLine sizing : 10 inchTentukan volume minimum antara detector switch agar dapat mencapai 10.000 pulses/proving pass.

a. Gunakan persamaan 3

44

Tentukan Displacer Velocity

a. Gunakan persamaan 4 :

Velocity berada antara range 0.5 – 10 ft/s, untuk prover type unidirectional

b. Test untuk flow rate maksimum dan minimum :- Maksimum

- Minimum

45

Tentukan Diameter prover :

a. Gunakan maksimum flow rate (persamaan 5)

b. Gunakan flow rate minimum (persamaan 5)

Tentukan Minimum Calibrated Section Length

a. Gunakan persamaan 6

b. Gunakan persamaan 7, jika detector repeatability = 0.030 akurasi yang dicapai adalah 0.02%

Saat Lmindet Lminv panjang minimum dari Calibrated section setidak-tidaknya harus 36 ft.

Tentukan Prerun-length yang harus diketahui karakteristik cycling dari mekanisme sphere interchange. Asumsikan cycle time pada contoh ini adalah 4 second.

46

a. Gunakan persamaan 8

Dimana SF = manufacture safety factor, diasumsikan 1.25

Review dari hasil-hasil perhitungan diatas adalah :a. Prover volume = 1.19 bblb. Prover diameter = 16 incc. Calibrated Section = 36 ftd. Prerun = 26 ft

47

48

49

50

51

DAFTAR PUSTAKA

1. International Standard “ISO 9000- 1, 9000-2 , 9000-3 , 9000-4.”

2. International Standard “ISO 10011-1 , 10011-2. , 10011-3. “

3. American Petroleum Institute, “Manual of Petroleum Measurement

Standard”.

API-MPMS Chapter 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,

12.

52

OLEH

LANGGENG

SUBAGY

DIPERSI

APKAN