1

Vlaamse Ingenieurs Kamer

27 November 2012

Total Cost of Ownership

&

Facturatie

Inhoud

2

Total Cost of Ownership

CAPEX (Aanschaffingskosten)

Installatie kosten

Operationele kosten

Energiekosten

Onderhoud

TCO voor procesmetingen

Praktijkvoorbeeld

Overzicht voor flowmeetprincipes

TCO voor ijkwaardige (CT) metingen

Invloed van normen (MID) op TCO

Meetonzekerheid

Cost of Ownership

Wat zijn de kosten van een flowmeter?

Hoe kan een goedkope flowmeter toch duurder blijken te zijn?

Aanschaf

Het is aan te bevelen om

bij de aanschaf van een

instrument niet alleen met

de initiële kosten rekening

te houden maar ook met

de Life Cycle Cost of Cost

of Ownership

Cost of ownership

Alle kosten van aanschaf, engineering,

onderhoud, gebruik en uiteindelijk verwijdering

Kostensoorten:

• Initiële kosten Engineering

Acquisitie

Installatie

• Gebruiks- & Onderhoudskosten Drukverlies

Onderhoud & Reparatie

Verloop in meetnauwkeurigheid

In-situ calibratie3

Capex

Wat zijn de (aanschaf) kosten van installatie werkelijk

Engineering kosten

Breed inzet gebied

Veel rekenen, engineering tools

Bekend met applicatie (kopie)

Totale installatie kosten

Meetschijf, niet de schijf alleen ook de tubing block & bleed valves en de dP meetcel zelf

Turbine of PD meter, niet alleen maar ook filters, strainers

Voor grotere instrumenten denk ook aan mechanische supports

Welke uitgangssignalen

4 draads – 2 draads

Draadloos

Analoog 4-20 mA (/digitaal met HART)

Digitaal FF- Profibus

4

Cost of Ownership totale installatiekostenFliter, strainers

Filters worden vaak gebruikt om PD-meters,

turbines en andere flowmeters te beschermen

tegen vervuiling door (vaste) deeltjes.

Filters kunnen een gunstig effect hebben op de

levensduur en hercalibratie interval van

flowmeters.

Filters zijn vaak een verplichte keuze omdat

bijvoorbeeld PD-meters zelfs de flow kunnen

blokkeren door opeenhoping van vaste deeltjes.

5

6

1 filter (strainer) per meter run

Additionele instrumentatie:

- Uitneembare filter mand

- Verschil druk transmitter

- Luchtafscheider

- Kleppen

Filter costs in Euro

Diameter # Strainer Install.

4” 150 2.000 1.000

600 6.500 3.000

8” 150 6.000 3.000

600 13.500 6.500

12” 150 12.000 6.000

600 27.000 13.500

16” 150 18.500 9.000

600 37.000 18.000

20” 150 27.500 13.500

600 48.500 22.500

Installation Filters / Strainers

Cost of Ownership totale installatiekosten

Costs of made-to-measure manholes

Engineering • Planning, Drawings, Soil report

Construction • Site set-up

• Excavation & disposal

• Dewatering

Investments • (Prefabricated) Shaft

• Isolation valve + bypass

(for maintenance & replacement)

Underground installation

Simple underground installation

of meter replaces building of

manholes

Cost of Ownership totale installatiekosten

7

Mechanical meters MID (Waterflux 3070)

Lay-out

Sizes

Woltmann

Compound

Single jet

DN50- DN300 2"- 12”

DN50 - DN200 2" - 8“

DN15 - DN100 1/2" - 4“

DN25 – DN300 1" - 12“

Inlet 10D to 20D 0D (for DN 25-300)

Outlet 3D to 5D 0D (for DN 25-300)

Ancillary

equipment

Filter: strongly recommended

Straightener: if insufficient inlet

Isolation valve, bypass: for routine

maintenance & replacement

No

Cost of Ownership totale installatiekosten

8

CAPEX per meetprincipe

Afschatting van installatie kosten per meetprincipe

9

Meetprincipe

Engineering

Kosten

Directe

Kosten

Installatie

kosten

Meetschijf - + ++

Venturi + ++ ++

Turbine + + ++

PD + ++ ++

Tolvlotter + - -

Vortex + +/- -

Coriolis + + +/-

Magnetisch Inductief - +/- -

Ultrasoon + + -+ = ‘hoog’

- = ‘laag’

Cost of Ownership operationele kosten Mechanisch versus niet mechanisch

10

PD-meterMID

11

Gebruiks- en onderhoudskosten :

• Filter inspectie

• Reiniging

• Vervanging en raparatie

• Vloeistofvrij maken van de

buissectie

Extra

• Drukverlies

Cost of Ownership operationele kostenGebruik en onderhoud van filters

12

De hoeveelheid drukverlies wordt bepaald

door:

Type flowmeter

(Verplicht) gebruik van filters

Flowmeter doorlaat

Medium eigenschappen, viscositeit

Lager drukverlies betekent:

Kleinere pompen

Besparing op energiekosten

Verhoging van pompefficientie

Drukverliescurve van een PD

meter

Cost of Ownership operationele kosten

Drukverlies

Drukverliescurve van een

Woltmann turbine meter

13

Note: Calculation based on technical data sheets from PD & turbine

manufacturers. Delta pressure is excluding filter pressure drop.

2.000 m3/hr 5.000 m3/hr

1.2 m/s 3.1 m/s

12” Turbine & straightener

pressure loss (psi) 9,1 9,3

cost per year (€) 25.000 65.000

12” PD & straightener

pressure loss (psi) 9,6 10,8

cost per year (€) 27.000 77.000

Cost of Ownership operationele kostenPipeline operation

TCO en Onderhoudstrategie

14

Corrective

maintenance

Preventive

Maintenance

Condition

based

Maintenance

Proactive

Maintenance /

Expert systemKey Attribute Responsiveness Service level Improve meter performance and

reliability

Improve overall performance and

reliability

Relationship Vendor Preferred supplier Selected supplier Partner

Decision

Criteria

Local Presence & quality Quality Diagnostics Knowledge

Performance

Measures Efficiency Effectiveness Effectiveness Innovation

Goal Repair product Increase availability Optimize costs and availability Optimize overall costs and

availability

Traditional Service Value-Added Service Professional Service

Present Best Cost Producer

Corrective 55% 10%

Preventive 31% 25-35%

Condition based

12% 45-55%

Proactive 2% 5-15%

Analysis from the Reliability Magazine (2002)

Present Best Cost Producer

Priority Application related fault or fault

condition

1 Gas bubbles in the liquid

2 Corrosion of electrodes

2 Electrical conductivity too low

3 Liner deformation

3 Electrode fouling

4 External magnetic fields

4 Electrode short circuit (by metal particles)

4 Partial filling

VDE/VDI 2650

Richtlijn voor magnetisch inductieve flowmeters

TCO, onderhoud en meetonzekerheid

Ancillary equipment

Filters / Strainers

Especially up to DN 50

To protect rotor from debris (eg

rocks) that could stop / break

measuring element or to protect from

getting clogged

Isolation valves and bypasses

for maintenance & replacement

Rate of wear & deterioration related to:

Quality of medium (e.g. sediment)

How often meter is used

For compound meter: regular operation

of change-over valve strongly

recommended,

to protect it from clogging and scaling

Error at Qn

up to 8%

16

17

Stoomtransport

Getransporteerd vermogen:

110 MW

0.7 Miljoen ton per jaar

Stoomprijs: ± 10 Euro per ton

Totale waarde: 7 miljoen Euro

per jaar

Een meetonzekerheid van 0,5 %

betekent 25 k€ per maand

TCO, onderhoud en meetonzekerheid

18

Aardolie meting in Brazilië

180 000 Barrel per dag (à 70 USD per Barrel)

betekent 12.6 mio. USD per dag

Onzekerheid 0,15 % betekent 18 900 USD per

dag (!)

FPSO P- 50,

Petrobras, Brazil Invloed onzekerheid bij

Aardolie meting

19

Re-calibration because of:

Change of meters conditions

- Wear & tear

- Internal damage on flow meter

Change of process conditions

Commercial agreements

Cost of Proving Operation &

Maintenance

Cost of Ownership

20

Accuracy versus Repeatability

Performance

Accurate: NO

Repeatable: NO

Accurate: YES

Repeatable: YES

Accurate: NO

Repeatable: YES

Cost of Owenership & Facturatie KROHNE November 2012

Repeatability

Flow velocity

(in m/s)

Ina

cc

ura

cy in

%

-0,0

,60

0,0

6

1 2 3

repeatability

Performance

22

Oktober 30-2006

KROHNE first to receive MID

Certification for their OPTIFLUX

flowmeters for Water

applications

MID; European Certification

MID Certification

MID (Measurements Instruments Directive)

Instrument Annex Modules

Water meters MI-001 B+F, B+D, H1

Gas meters MI-002 B+F, B+D, H1

kWh meters MI-003 B+F, B+D, H1

Heat meters MI-004 B+F, B+D, H1

Liquid meters Mi-005 B+F, B+D, H1, G

Automatic weighing Mi-006 B+F, B+D, H1, G

(B+E, D1, F1)

Taxi meters MI-007 B+F, B+D, H1

Material measures Mi-008 A1, F1, D1, E1, B+E,

B+D, H

Dimensional MI-009 B+F, B+D, H1, G

(F1, D1, E1, B+E, H)

Exhaust gas Mi-009 B+F, B+D, H1

Module Description

B Type examination by NB

F Product verification by NB

23

ALTOSONIC V

MID approval, module B

Diameter

inch

Qmax

m3/hr

Qmin

m3/hr

MMQ

m3

4 280 5,6 1

6 630 12,6 2

8 1.200 22,6 5

10 1.800 36 5

12 3.000 50 5

14 3.500 70 5

16 4.500 90 5

20 7.000 140 5

24 10.000 200 10

24

Flow Computer

Druktransmitter

Temperatuurtransmitter

MID approvals

25

26

OIML Richtlijnen

OIML R 117-1

Wat zijn de Hoofdthema´s van de R 117 (49,…)

1. Werkgebied, toepassing en terminologie

2. Metrologische eisen;

3. Technische eisen;

4. Methoden en instrumenten voor het testen en verifieren van de conformiteit

5. Opmaak van het Test Rapport.

27

28

OIML R-49

is for cold water (up to 30ºC)

- flowmeter is installed in pipeline without true flow control

- flowmeter is certified to measure over large flow range (Q3 to Q1)

OIML R-117

is for (conductive) products other than water

- flowmeter is installed in loading/unloading system with flow control system

(pump/valve etc.)

- flowmeter is certified over certain flowrate (Qmin to Qmax) and minimum batch

size (MMQ) is mentioned in certificate

Introduction

OIML R-49 and R-117

29

R-49

- OIML certificate + test report

- PTB certificate

R-117

- OIML certificate + test report

- PTB certificate

Certificates

OIML

OIML R 117 onzekerheids- & repeteerbaarheidsklassen

ACCURACY Accuracy classes

0.3 0.5 1.0 1.5 2.5

Complete Installation ±0.3 % ±0.5 % ±1.0 % ±1.5 % ±2.5 %

Flow meter only ±0.2 % ±0.3 % ±0.6 % ±1.0 % ±1.5 %

REPEATABILITY RANGE

Complete installation

Repeatability classes

0.3 0.5 1.0 1.5 2.5

(2/5 of installation accuracy) 0.12 % 0.20 % 0.40 % 0.60 % 1.00 %

30

OIML R117 onzekerheidsklassen en hun toepassingen

Accuracy

class

Application description

0.3 •Measuring systems on pipelines

0.5 All measuring systems unless other defined:

•fuel dispensers (not for liquefied gasses)

•Measuring systems on road tankers for viscosities < 20cSt

•Measuring systems for (un)loading ships, rail and road tankers

•Measuring systems for milk

•Measuring systems for refueling aircrafts

31

Accuracy

class

Application description

1.0 •Measuring systems for liquefied gasses under pressure measured at

a temperature equal to or above –10oC

•Measuring system normally in class 0.3 or 0.5 but used for liquids

•Whose temperature is less then –10oC or greater then 50oC

•Whose dynamic viscosity is higher then 1000 mPa.s (cSt)

•Whose maximum flow rate is , 20 l/hr

1.5 •Measuring systems for liquefied carbon dioxide

•Measuring systems for liquefied gasses under pressure

•Measuring systems at a temperature <-10oC (not cryogenic)

2.5 Measuring systems for cryogenic liquids, temperature <-153oC

OIML R117 onzekerheidsklassen en hun toepassingen

32

OIML R-117 inbedrijfname

6.1.2.5 Accuracy tests

Errors of meter shall be determined at a min of 6 flow rates distributed over

measuring range at regular intervals

At each flow rate the errors shall be determined at least 3 times, independently.

Each error shall not be greater than max. permissible error (in absolute value).

Not indicated in OIML R-117:

Re-calibration

Proving methods

Proving and performance requirements

33

Voor de eerste ingebruikname

Een Notified Body bevestigt dat de gehele installatie geschikt is voor

ijkwaardige metingen door:

• Beoordeling van het ontwerp van de installatie

• Witness and verificatie van de calibratie van de wezenlijke

componenten (flowmeters)

• Beoordelen van de type keuringsdocumenten (module B) van de alle

in de installatie aanwezige ijkwaardige instrumenten

• Het uitvoeren van de eerste verificatie (module F)

• Het uitgeven van een CE MID keuringscertificaat

34

Afschatting operationele kosten per meetprincipe

35

Meetprincipe

Aanschaf

kosten

Energie

kosten

Onderhouds

kosten

Meet

onzekerheid

Meetschijf + ++ + ++

Venturi ++ + + +

Turbine + ++ ++ +/-

PD ++ ++ ++ +/-

Tolvlotter - + - ++

Vortex +/- + - +/-

Coriolis + ++ - -

Magnetisch Inductief +/- - - -

Ultrasoon + - - -

+ = ‘hoog’

- = ‘laag’

Conclusie | Cost of Ownership

Acquisition price

Installation costs

Operation

Maintenance

Measurement

principle X

Acquisition price

Maintenance

costs

Installation costs

(strainers etc)

Operational

costs

Measurement

principle Y

Cost of Owenership & Facturatie KROHNE November 2012

Thank you for your attention!