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5/10/2018 Sistema de Medicion de Flujo - slidepdf.com
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SISTEMA DE MEDICION DE FLUJO
Introducción:
Los medidores de fluidos han sido definidos en mucho s casos como
las cajas registradoras de una empresa o país, si esta caja está malcalibrada, afecta sin duda la equidad de la transacción de alguna de
las partes interesadas, llámese comprador, vendedor o recaudador de
impuestos.
Los medidores de flujos se emplean en operaciones tan diversas,
como son el control de procesos, balances de energía, distribución,
emisión de contaminantes, metrología legal indicación de condición y
alarma, hasta lo que probablemente es la aplicación más
importante, la transferencia de custodia de fluidos como el petróleo y
sus derivados.
La medición de flujo de un fluido es un proceso complejo debido a que
otras magnitudes tienen una influencia determinante en el
comportamiento de los medidores de flujo, en algunos casos es
también afectado por instalaciones inadecuadas que producen
distorsiones en el régimen de fluido, vórtices y vibración.
FUNDAMENTO TEORICO:
Elementos indispensables en la constitución de un sistema demedición:
• Elemento primario (sensor de flujo)
• Punto de transferencia
• Circuito hidráulico (incluye prueba del medidor en sitio)
• Dispositivo de eliminación de gases
• Filtro
• Elemento de impulsión (bomba o sistema elevado)
• Dispositivos de regulación de flujo
• Elementos auxiliares
Los límites de aplicación de un sistema de medición estándados por las características de funcionamiento que debenobservarse durante la operación de un sistema:
• Cantidad mínima por medir
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• Alcance de la medición.
• La presión máxima y la presión mínima de trabajo.
• Propiedades del fluido
• Temperatura máxima y mínima de trabajo.
• Los niveles de seguridad requeridos.
Las mediciones de flujo que no satisfacen la exactitudrequerida son el resultado de:
• Una selección inadecuada del medidor
• Desconocimiento de las condiciones de operación
• Una incorrecta instalación de los medidores
• Una calibración inadecuada
• Un mantenimiento inadecuado
Técnicas de calibración:Procedimiento general para la calibración de medidores deflujo empleando una medida volumétrica.
I. Instrumentos y equipos:• Medida volumétrica cuya capacidad debe ser igual o mayor al
volumen colectado al flujo máximo del medidor en un minuto,
• Sensores de temperatura instalados en la medida volumétrica y
en la línea, lo más cercano al medidor de flujo con división de la
escala de 0,1 oC o mejor. Incertidumbre en la medición detemperatura ± 0,2 ºC o mejor. En mediciones de hidrocarburos
se recomienda una incertidumbre en la medición de
temperatura de ± 0,05 ºC.
• Sensor de presión. Incertidumbre en la medición de ± 0,05 MPa
o mejor. En algunas mediciones de hidrocarburos recomiendan
una incertidumbre de ± 0,025 MPa o mejor.
• Cronómetro con división de la escala de centésimas de
segundo.
II. Requerimientos
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• El medidor de flujo debe ser calibrado con el líquido o líquidos a
emplear.
• El medidor de flujo debe ser instalado de acuerdo a las
instrucciones del fabricante.
•
No debe existir vibración o pulsaciones que puedan afectar elcomportamiento del medidor de flujo.
• Deben seleccionarse entre 2 y 5 valores de flujo dentro del
alcance de operación del medidor.
III Actividades preliminares
• Nivelar la medida volumétrica.
• Realizar corridas de ambientación con el objeto de estabilizar
las condiciones de prueba tanto del medidor de flujo como de la
medida volumétrica a emplear.• Verificar la instalación por fugas.
IV Procedimiento de calibración (descripción general)
1. Fijar el flujo de prueba mediante la operación de la válvula
instalada a la salida del medidor de flujo.
2. Determinar el flujo empleando con el indicador del medidor y/o un
cronómetro durante la prueba.
3. Cerrar la válvula de drenado de la medida volumétrica con elobjeto de llenarlo.
4. Cuando la medida volumétrica se ha llenado hasta un punto de la
escala preestablecido, de preferencia el cero, cerrar la válvula de
llenado del patrón.
5. Abrir la válvula de salida de la medida volumétrica para vaciarla.
6. Cuando el nivel de líquido aparece en la mirilla del cuello inferior
de la medida volumétrica, se debe cerrar la válvula de drenado y
abrir la válvula de ajuste del cero dando un tiempo de escurrimiento
de 30 segundos antes de cerrar la válvula de ajuste del cero.
7. Verificar que el indicador del medidor marque cero y/o efectué la
lectura inicial del medidor
8. Iniciar las corridas al flujo predeterminado, abriendo la válvula de
llenado de la medida volumétrica.
9. Mientras se colecta el volumen en la medida volumétrica efectuar y
registrar la lectura de temperatura y de la presión de la línea, así
como el flujo indicado.
10. Cuando aparezca el líquido en el cuello superior dejar que se
acerque al volumen nominal y cerrar la válvula de llenado de la
medida volumétrica.11. Registrar la lectura del medidor.
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12. Registrar la lectura de la escala de la medida volumétrica.
13. Registrar la temperatura de la medida volumétrica.
14. Repetir los puntos del 5 al 13, al menos tres veces para cada flujo.
15. Calcular el valor del mensurando y su incertidumbre con los datos
obtenidos.
Procedimiento general para la calibración de medidores deflujo empleando como patrón de referencia un probador
compacto de desplazamiento positivo.
I. Instrumentos y equipo
• Probador compacto con volumen a condiciones de referencia
certificado.
• Sensores de temperatura, tanto en el probador como en el
medidor a calibrar Incertidumbre en la medición de
temperatura ± 0,2 ºC o mejor. En algunas mediciones de
hidrocarburos recomiendan una incertidumbre de ± 0,05 ºC.
• Sensores de presión, tanto en el probador como en el medidoren calibración. Incertidumbre en la medición de ± 0,05 MPa o
mejor. En algunas mediciones de hidrocarburos recomiendan
una incertidumbre de ± 0,025 MPa o mejor.
Accesorios
• Juntas de neopreno.
• Aire o nitrógeno comprimido.
• Nivel de gota.
• Línea eléctrica.
• Mangueras de alta presión.• Carretes de adaptación a la línea de calibración.
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• Cable para toma de señal de pulsos del medidor.
• Computadora con programa de aplicación para el probador o
instrumentos para colección y despliegue de temperatura,
pulsos, presión y señal eléctrica.
II. Requerimientos• El medidor de flujo debe de ser calibrado con el líquido o
líquidos empleados normalmente por el sistema de medición.
• No debe existir vibración o pulsaciones que puedan afectar el
comportamiento del medidor de flujo.
• Flujos de prueba. El número de valores seleccionados puede
estar entre 2 y 5 diferentes en el alcance del medidor.
III Actividades preliminares• Instalar el probador compacto aguas abajo del medidor de flujo,
tal como se muestra en la figura 3.
• Asegurar que todas las válvulas de drenado y de venteo se
hallen bien cerradas.
• Abrir sólo ligeramente la válvula de entrada del probador para
llenar de fluido tanto el probador compacto como las
mangueras de conexión.
• Abrir lentamente las válvulas de venteo para eliminar por
completo el aire localizado en el interior del probador y de las
mangueras.
• Asegurar la inexistencia de fugas en todos los puntos del
sistema.
• Abrir completamente la válvula de entrada del probador. ESTAOPERACIÓN DEBE REALIZARSE LENTAMENTE para revisar
fugas y expulsar el aire contenido.
• Abrir lentamente la válvula de salida del probador.
• Cerrar lentamente la válvula de bloqueo (si existe), situada
entre las válvulas de entrada y salida del probador.
• (Si existe en la instalación), Asegurar que el sello de la válvula
de bloqueo funciona de manera apropiada. Esto puede lograrse
observando la válvula de testigo instalada en el cuerpo de la
válvula.
• Realizar la conexión eléctrica entre el probador compacto y la
computadora de flujo.
• Conectar eléctricamente la señal de salida del amplificador de
la turbina a la computadora de flujo.
• Suministrar la energía eléctrica a la computadora de flujo.
• Encender la computadora.
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• Accionar la bomba del sistema hidráulico.
• Verificar que la señal pulsante del medidor a calibrar sea
recibida en la computadora de flujo.
• Esperar un tiempo de al menos 30 minutos para alcanzar un
equilibrio térmico entre el probador compacto y la turbina
IV Procedimiento de Calibración1. Registrar en el formato los datos de identificación del medidor y de
la instrumentación involucrada en la práctica de calibración.
2. Determinar los flujos a los cuales el medidor será calibrado. Para
calibraciones iníciales, es muy recomendable elegir al menos 5
valores de flujo dentro del alcance de medición de la turbina.
3. Registrar las condiciones ambientales al inicio de la sesión de
calibración.
4. Introducir como parámetro de operación del probador compacto un
tiempo de espera de 30 segundos entre la finalización del viaje del
pistón y el inicio de un viaje posterior (tiempo entre pasadas).
5. Ordenar desde la computadora de flujo la realización de una serie
de 5 corridas de comparación entre el probador compacto y la
turbina. Si el valor de alguna de las propiedades termodinámicas del
fluido no es adquirido en la computadora de flujo entonces es
necesario registrarlas manualmente en un formato.
6. Ordenar nuevamente la ejecución de 5 corridas de comparación
hasta completar un total de al menos 30 corridas de comparación
(completar 30 viajes de ida y vuelta del pistón) entre el probador
compacto y la turbina bajo calibración.
7. Obtener del computador de flujo los informes de cada una de las
comparaciones individuales.
Sistema de medición de flujo multifasico:
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El esquema de un sistema de medición de flujo multifásico GLCC se
muestra en la figura. El GLCC es un tubo instalado de forma vertical
sin partes móviles o dispositivos internos, lo que constituye una gran
ventaja de este tipo de sistemas. El GLCC es alimentado por una
tubería ligeramente inclinada para promover la estratificación de lasfases de la mezcla y obligar a una pre–separación, esta tubería es
acoplada en un costado del cuerpo del separador, una vez que la
mezcla se encuentra en el interior del separador es expuesta a una
combinación de fuerzas gravitacionales, centrífugas y de flotación, de
esta forma, cuando el fluido rota, es expuesto a un campo de fuerzas
centrífugas, la porción más densa de la mezcla (líquido) es forzada
radialmente hacia la pared del cilindro, mientras que la porción más
liviana (gas) permanece en el centro del remolino, posteriormente las
fases son expuestas a fuerzas gravitacionales y de cuerpo,
provocando que el líquido se recoja en el fondo del separador y el gas
se extraiga por la parte superior. Para los propósitos de medición
presentados en el trabajo, el GLCC tiene una configuración de lazo
cerrado donde los flujos vuelven a combinarse para formar
nuevamente la mezcla, como se muestra en la figura .
El correcto dimensionamiento del GLCC propiciará un campo de
fuerzas centrífugas y gravitacionales que actúan sobre el campo deflujo en el interior del cilindro, suficiente para lograr la separación de
las fases de una manera eficiente, manteniendo estables ciertos
parámetros de proceso como el nivel de líquido en el separador para
una condición dada; sin embargo, el dimensionamiento se establece
con base en un rango limitado de condiciones de proceso como los
flujos volumétricos y viscosidades de las fases, además de la presión
de la mezcla. A medida que las condiciones de operación del proceso
se alejan de las condiciones de diseño, el nivel en la eficiencia de la
separación disminuye, este hecho obliga a mantener ciertosparámetros del proceso, como el nivel de líquido y la presión en el
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separador, dentro de ciertos valores para promover una separación
exitosa. La parte medular en el funcionamiento adecuado de estos
sistemas, radica en el desarrollo de una metodología de control
automático, orientada a mantener la estabilidad de los parámetros
antes citados.
La integración de un buen dimensionamiento en el separador para un
rango de condiciones de flujo, el desarrollo de estrategias de control
automático apropiadas, así como el desarrollo de una interfaz de
operación y control del sistema, son elementos indispensables para
alcanzar los estándares de separación requeridos por el proceso de
medición en línea.
El funcionamiento de los sensores de flujo:
Tienen la función la específica de monitorear la velocidad de fluidos,
tanto líquidos como gaseosos.
En la técnica de instalación de equipos de flujo de procesos y
operaciones para medir el flujo de corriente de medios líquidos, el
sensor de flujo es un elemento constituyente ciertamente
importancia para la seguridad en el servicio y funcionamiento suprincipio de funcionamiento se basa en el principio termodinámico.
En un tubo de medición se genera calor que es absorbido por un
medio circulante. La cantidad de calor transportada es, por lo tanto,
una medida de la velocidad de flujo. Los sensores de flujo controlan
con absoluta fiabilidad el flujo de medios gaseosos y líquidos. Poseen
como propiedades a destacar la escasa pérdida de presión y la
reacción rápida a los cambios en el flujo.
Funcionamiento de un sensor de flujo para liquidos:
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piston magnetico a punto de moverse por el enpueje delliquido:
Cierre del sensor debido al campo magnetico del piston quees inpulsado por el liquido:
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Desplazamiento total del piston debido a la circulacion delflujo (flujo normal):
BIBLIOGRAFIA:
• http://www.icos.com.br/Espanhol/Pdf/flujo_fg20.pdf
• http://www.icos.com.br/Espanhol/?
gclid=CPPMgcXd46ICFQ6bnAodK2ZnLQ