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Conferencias

Control Metrológico de la Medida de HidrocarburosSISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN UTILIZADOS PARA MEDIR HIDROCARBUROS LÍQUIDOS EN LA CARGA DE CISTERNAS Y EN OLEODUCTOS

Noviembre 2007

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LOGÍSTICA DEL HIDROCARBURO LÍQUIDO

BUQUE

POLIDUCTO

OLEODUCTO

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SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN UTILIZADOS PARA MEDIR HIDROCARBUROS LÍQUIDOS EN LA CARGA DE CISTERNAS Y EN OLEODUCTOS

q CONTROL LEGAL (metrológico y de impuesto especial)

q CONTROL DE PROCESO

¿Por qué es necesario medir con exactitud??

?

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SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN UTILIZADOS PARA MEDIR HIDROCARBUROS LÍQUIDOS EN LA CARGA DE CISTERNAS Y EN OLEODUCTOS

Ø Generalidades del producto medido.

Ø Modelo físico aplicado para la determinación del volumen a temperatura de referencia.

Ø Medidores y sistemas de medida. Comentarios sobre su situación legal.

Ø Medidores de temperatura en sistemas de medida de volumen.

Ø Medidores de densidad en los sistemas de medida de volumen en oleoductos.

Ø Computadores asociados al sistema de medida.

Ø Garantía de inviolabilidad de los sistemas de medida.

Ø Mantenimiento de tolerancias aplicada por criterios de calidad.

Ø Análisis de la tolerancia e incertidumbre de las medidas de volumen.

Temas a tratar

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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOSGENERALIDADES DEL PRODUCTO MEDIDO

q Mezclas con características no uniformes.

q Cambio de volumen en función de su temperatura.

q Cambio de viscosidad función de su temperatura.

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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOSGENERALIDADES DEL PRODUCTO MEDIDO

q Hidrocarburos derivados del petróleo, líquidos a presión atmosférica, con viscosidades comprendidas entre: 0,7 mm²·s- 1 a 17 mm²·s- 1 a 15 ºC.

q Para una identificación comercial existen especificaciones nacionales, que los agrupan, por ejemplo: gasóleos, gasolinas, querosenos.

q Al variar el volumen con la temperatura, la medida en las grandes transacciones y en la liquidación del impuesto especial, se determina a la temperatura estándar de 15ºC.

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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOSGENERALIDADES DEL PRODUCTO MEDIDO

q Para el cálculo exacto del volumen a 15ºC, es importante la medición correcta:– del volumen bruto– de la temperatura

q Errores de ± 1ºC en la medida de la temperatura del producto, en el momento de medir el volumen, producen variaciones en la conversión a volumen a 15ºC de:

– ± 0,12 % en las gasolinas– ± 0,10 % en los querosenos – ± 0,08% en los gasóleos

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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOSMODELO FÍSICO APLICADO PARA LA DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN A TEMPERATURA DE REFERENCIA

CVVVV OBOB

OB ⋅=⋅=15

15 ρρ

(1)

Donde:

o 15V es el volumen a 15 ºC

o OBV es el volumen observado que atraviesa el medidor de volumen o 15ρ es la densidad del producto a la temperatura de referencia, 15 ºC o TOB es la temperatura observada o

OBρ es la densidad observada o CV es el factor de corrección por volumen

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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOSMEDIDORES Y SISTEMAS DE MEDIDA

MEDIDORES de:– volumen– temperatura – densidad

que forman parte de SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMENusados en :

– la carga de cisternas– en oleoductos.

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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOSMEDIDORES Y SISTEMAS DE MEDIDA

PUESTA EN MERCADO± 0,3%OLEODUCTOS

PUESTA EN MERCADO± 0,5%CARGA DE CAMIONES

CONTROL ESTABLECIDOTOLERANCIASISTEMA DE MEDIDA

COMENTARIOS SOBRE SU SITUACIÓN LEGAL

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SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN PARA CARGA DE CISTERNAS

CARGADERO DE CAMIONES CISTERNA EN INSTALACIÓN DE CLH

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SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN PARA CARGA DE CISTERNAS

GENERALMENTE COMPUESTO POR:

q Medidor de volumen (tipo desplazamiento positivo o turbina).

q Medidor de temperatura tipo termorresistencia de platino.

q Dispositivos de cálculo y visualización de los datos.

q Dispositivos asociados (v álvulas, filtros, desaireador, brazo de carga, etc.).

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SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN PARA CARGA DE CISTERNAS

BRAZO DE CARGA

IMPRESORA

CONTADOR

PREDETERMINADOR

TRANSMISOR DE PULSOS

CALIBRADOR MECÁNICO

CONTROLADOR DEVÁLVULA

VÁLVULA REGULADORA DE CAUDAL

MEDIDOR SMITH

ADITIVACIÓN

FILTRO

VÁLVULA DE SECCIONAMIENTO

DESGASIFICADOR

VÁLVULA API

CAUDAL ÍMETRO

Componentes sistema: CLH- CS 101

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SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN PARA CARGA DE CISTERNAS

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151 Sistema m ínimo de control de carga C.C

J.A.G ( Automatización )

BOMBA DE PRODUCTO

8888 8888

88888 88888

1212

ET

SALA DE CONTROL

P.L.C

H.U.B

Filtro +Desgasificador

ISLETA DE CARGA

8888

88

IOLANIOLAN

ACCULOAD

TANQUE Y BOMBA DE ADITIVO

ENTIS

ROTORK LECTORA P.TIERRA

MINIPAK-6

BRAZO

PIÑA

Contador Vol.Transmisor de pulsos

OCV

IMS OS

CIU PLUS/PRIM

RADAR

CONTROL DE ACCESOS

RADAR

LECTORA

RED ETHERNETRS-232RS-422RS-485ESPECIAL CAMPO

Válvula de Control

Acoplamiento

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SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS

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Componentes:

q Medidor de volumen tipo turbina.q Medidor de temperatura.q Medidor de densidad.q Computador. q Dispositivos asociados (válvulas, filtros, laminador, etc.).

SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS

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Válvula de seccionamiento

Válvula reguladorade presión Turbina Laminador Termorresistencia Filtro desgasificador

Válvula de seccionamientoVálvula de seccionamiento posición normal cerrada (brida ciega)

ØVista general de la instalación con sistema de medida “TS1” de entregas directas desde refineria a instalación de CLH en Castellón

SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS

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TANQUEALMACENA-

MIENTO

TANQUEALMACENAMIENTO

Válvula de retenciónBomba

Filtro

Laminador

Turbina

Válvula reguladora de

presión

SOLARTRON

IMPRESORA

Válvula de secciona-

miento

Válula de secciona-miento

Tramo de turberia recto

SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS

ØESQUEMA

Nota: El sistema puede ser montado en instalaciones CLH en los diferentes "tipo de instalación"

Sistema T: sólo se indican los elementos que intervienen en la medición del volumen a temperatura

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MEDIDORES DE TEMPERATURA INCORPORADOS A LOS SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN

q Termorresistencia tipo PT-100, clase A, s/ UNE –EN-60751-y 60751/A2.

q Dispositivos de lectura.

q Certificadas sus correcciones por laboratorio competente (tanto el sensor como dispositivo de lectura) ISO 4266-4:2002.

q Real Decreto CEM, establecen como tolerancia ± 0,5 º C, pero no especifica el procedimiento para su verificación.

q En los computadores electrónicos asociados a los sistemas de medida de volumen, es posible configurar también factores de corrección para la medida de la temperatura.

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MEDIDORES DE TEMPERATURA INCORPORADOS A LOS SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN

CLH: PRECINTO DE TERMORRESISTENCIA TIPO PT-100

Deben estar trazadas adecuadamente y disponer de precintos que garanticen su inviolabilidad

En CLH conexión a cuatro hilos, para mejorar el aseguramiento de la medida.

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MEDIDORES DE DENSIDAD INCORPORADOS A LOS SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS DE CLH.

CLH Banco de calibración de densímetros Banco de calibración- instrumentación asociada

El Real Decreto especifican para la medida de la densidad una tolerancia de 2 Kg/m3

El Real Decreto no especifica procedimiento de verificación

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COMPUTADORES ASOCIADOS AL SISTEMA DE MEDIDA QUE INTERVIENEN EN LOS RESULTADOS

q El volumen a 15 ºC es calculado por un computadorelectrónico, en él deben estar configuradas las tablas ASTM 54 b.

q Las tablas estarán implementadas para que el error máximo no supere la tolerancia de ± 0,1%.

q Deben incorporar medidas previstas para la inviolabilidad de las configuraciones.

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GARANTÍA DE INVIOLABILIDAD DE LOS SISTEMAS DE MEDIDA

q Precintos en puntos críticos.

q Cálculos validados.

q Configuraciones controladas.

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MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD

q Verificaciones o calibraciones periódicas según planes previamente establecidos (sobre la base del tipo de medida, exactitud requerida, deriva, etc. ).

q Procedimientos desarrollados de acuerdo a normas.

q Patrones de referencia adecuados y trazados.

q Personal cualificado.

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MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD. PATRONES FIJOS DE VOLUMEN

VASIJA PATRÓN 5.000 L

PROVERS

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MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD

MEDIDOR PATRON INSTALADO PARA SU

CALIBRACIÓN

Banco de pruebas del laboratorio Loeches.

LABORATORIO CLH - DE CALIBRACIÓN VOLUMEN

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MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD.

Medidor patrón de desplazamiento positivo móvil

ENSAYOS DE VERIFICACIÓN “IN SITU”

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MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD.

PATRONES TEMPERATURA

q Fabricadas de acuerdo a normas ISO 4268:2000.

q Resolución ± 0,1 ºC, con incertidumbre ± 0,2 ºC ó ± 0,3 ºC según rango.

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VERIFICACIÓN DEL MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADA POR CRITERIOS DE CALIDAD CLH CONTROL DE CALIDAD VOLUNTARIO-ENSAYOS

Cinta métrica1 mm3 mmMEDIDA EN TANQUE ALMACENAMIENTO

0,20%6 MESESMDP1 AL 20%1 AL 80%0,05%

0,20%0,05%CARGA DE AVIONES

0,1%SEGÚN USOPROVER5 EN TODO EL RANGO

0,05%Inc.OLEODUCTOS

0,20%12 M2SESMDP1 a 3 FIJOS0,05%0,05%CARGA DE CAMIONES

INCERTIDUMBREPLAZO ENTRE VERIFICACIONESTIPO DE PATRÓNCAUDALES

ENSAYADOSREPETIBILIDADAJUSTESISTEMA DE MEDIDA

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SISTEMA OLEODUCTOSDETERMINACIÓN V15ºC

q El cálculo del volumen referido a una determinada temperatura que atraviesa una turbina se realiza a través de la siguiente expresión:

Donde las variables independientes del modelo anterior son las siguientes:– I Nº de pulsos que genera el fluido que atraviesa la turbina – K Constante pulsos / m3 de la turbina – MF Meter Factor ()– Densidad del producto a la temperatura de referencia, 15ºC– Densidad del producto a la temperatura observada en el momento de medir el volumen– TOB Temperatura observada

q Con la densidad del producto medida por el dens ímetro y la temperatura observada con una Pt-100 en el momento de realizarse la medida del volumen, se obtiene la densidad a 15 ºC a través de la tabla ASTM 54B.

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SISTEMA OLEODUCTOSINCERTIDUMBRE

q Las incertidumbres de las magnitudes de entrada que hay que tener en cuenta son:

– Incertidumbres declaradas por laboratorios de calibración y de ensayos de verificación metrológica, acreditados de acuerdo a normativa ISO 17.025.

– Documentación técnica de fabricantes de equipos incluidos en el sistema de medida marca CLH modelo TS-1, especificadas por los fabricantes de los equipos

– Históricos disponibles en CLH.

– Estudios espec íficos para identificación de las influencias no controladas, variabilidad de los productos medidos, inestabilidad en las condiciones de operación etc.

– Normativas de prestigio con un grado de confianza asegurado.

– Tolerancias en los ajustes o errores no corregidos.

q Cuantitativamente las incertidumbres de las magnitudes de entrada se han valorado para al caso de una carga de 1000 m3, realizada por un sistema de medida, instalado en una planta de almacenamiento.

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SISTEMA OLEODUCTOSRESULTADOS DE LA INCERTIDUMBRE EN CLH

0,20

0,21

0,22

0,23

0,24

0 5 10 15 20 25 30 35 40

TOB (ºC)

UV

15 (%

)

U GOC U GOA U JETA1 U G95 U G97