MEDICIÓN DINÁMICA DE CRUDOS, REFINADOS Y GLP · venturi tubo pitot efecto doppler tiempo de trÁnsito turbinas ultrasÓnicos mÁsicos efecto coriolis tÉrmicos convencional helicoidal

Medición dinámica de crudos, refinados y GLP- Unidad 2, Sesion1

1

UNIDAD 2DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS

MEDICIÓN DINÁMICA DE CRUDOS, REFINADOS Y GLP

OBJETIVO

Dimensionar equipos de medición

dinámica, de acuerdo con las

necesidades operacionales.


2

Medidores de flujo

Volumétricos Másicos

Directos

Indirectos

ProbadoresComputadores de

flujoInstrumentación

secundaria y accesorios

Tecnologías relacionadas con la medición dinámica

Covencionales

Compactos (SVP)

Tanque

Maestros

Bidireccionales

UnidireccionalesMedidores de temperatura

Medidores de presión

Medidores de densidad

Filtros

Válvulas


3

4

Registran el flujo volumétrico o másico del gas o líquido.

TERMINOLOGÍA

¿Qué hacen los siguientes equipos?

Fuente: FMC Technologies Fuente: FMC Technologies


4

Recipiente abierto o cerrado de volumen conocido utilizado como un volumen dereferencia estándar (patrón) para la calibración de medidores de flujo. API MPMSCapítulo 4.

¿Qué es un probador?

Fuente: Calibron Inc

TERMINOLOGÍA


5

Unidad de procesamiento aritmético queacepta señales convertidas eléctricamente querepresentan las variables de los sistemas demedición de líquido o gases y desarrollacálculos con el propósito de proveer la rata deflujo e información de la cantidad totaltransferida.

Computador de flujo

Fuente: Omni Flow Computers

TERMINOLOGÍA


6

Dispositivos que generan señales deentrada que son procesadas por losdispositivos terciarios (computadores deflujo) para representar las variables delproceso (presión, temperatura ydensidad) que intervienen en el cálculode las cantidades transadas.

Hacen parte de la instrumentación secundaria…

Fuente: Endress&Hauser

TERMINOLOGÍA


7

8

El rendimiento y la calidad de un equipo de medición lo definen:

Exactitud.

Repetabilidad.

Rangeabilidad (turndown ratio).

Linealidad.

TERMINOLOGÍA


8

TECNOLOGÍAS MEDICIÓN DINÁMICA

TALLER


9

VOLUMÉTRICOS

DIRECTOS

INDIRECTOS

DESPLAZAMIENTO POSITIVO

PRESIÓNDIFERENCIAL

PLATINA CODOTOBERAVENTURITUBO PITOT

EFECTO DOPPLERTIEMPO DE TRÁNSITO

TURBINAS

ULTRASÓNICOS

MÁSICOS EFECTO CORIOLIS

TÉRMICOS

CONVENCIONALHELICOIDAL

VÓRTICE

ELECTROMAGNÉTICOS

CLASIFICACIÓN DE MEDIDORES


10

Buen desempeño en alta viscosidad.

Bajo precio en pequeños tamaños.

Tecnología tradicional.

Buena precisión.

Requiere calibración para cadaproducto.

Unidireccional, intrusivo.

Altos costos de mantenimiento.

Rangeabilidad limitada.

Fuente: FMC TECHNOLOGIES

VER ANIMACIÓN

CLASIFICACIÓN DE MEDIDORES PARA TRANSFERENCIA DE CUSTODIA

MEDIDORES DE VOLUMEN DIRECTO – PD METER


11

PDMETER_EXCEL2007.xlsm

PDMETER_EXCEL2007.xlsm


Fuente: FMC Technologies



12





13





14





15





16

Ver Animación

Bajo precio.

Excelente repetibilidad.

Tecnología tradicional.

Media caída de presión.

Maneja alta rata de flujo.

Requiere mantenimiento (Costomedio o bajo).

Calibración por producto.

Típicamente Unidireccional.

Rangeabilidad limitada.

Maneja bajas viscosidades.

MEDIDORES INDIRECTOS – TURBINAS




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TURBINAS_EXCEL2007.xlsm

TURBINAS_EXCEL2007.xlsm

KF = Factor K es la cantidad de pulsos por unidad de. Valor inicial dado por el fabricante

R/R =

0,2

R/R =0 0,2

0

0,71,0

0,7 1,0R/R =0

MEDIDORES INDIRECTOS – TURBINAS




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Sin partes móviles internas.

Muy baja caída de presión.

Mínimo mantenimiento.

Alta rangeabilidad.

Maneja alta rata de flujo.

Alta capacidad de diagnóstico.

Es bidireccional.

Costosos.

Difíciles de verificar y calibrar con los métodos tradicionales.

Sedimentación puede afectar su precisión.

Limitaciones en productos con muy alta viscosidad.

MEDIDORES INDIRECTOS – ULTRASÓNICOS (UFM)

Ver AnimaciónFuente: FMC Technologies



19

UFM_EXCEL2007.xlsm

du

du

tt

ttLV cos2

)(__

TIEMPO DE TRÁNSITO

El tiempo que tarda un pulso acústico atravesando diagonalmente la línea. La diferencia de tiempo es proporcional al promedio de la velocidad.

td y tu pueden expresarse de la siguiente manera:

Q = V*AVolumen = Q*t

El volumen es inferido de la velocidad promedio (V), el área del medidor (A) y el tiempo (t):

Medidores indirectos – ULTRASÓNICOS (UFM)

Fuente: Raguá, 2010.



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Sin partes móviles.

Alta exactitud.

Mínimo mantenimiento.

Alta rangeabilidad.

Bidireccional.

En líquidos permite medir masa ydensidad.

Costoso.

Muy alta caída de presión.

Exigente en su instalación.

Alta afectación con vibraciones.

Difíciles de verificar y calibrar.

MEDIDORES MÁSICOS – EFECTO CORIOLIS

Fuente: Emerson Process



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EntradaSalida Eje de Soporte

Lado Salida

Lado Entrada

Lado Entrada Lado Salida

T = 0

Derecho

Izquierdo


Derecha

Izquierda

SIN FLUJO

Medidores másicos – EFECTO CORIOLIS



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Salida

Entrada

Eje TorsiónEje de Soporte

Lado de Salida

Entrada

Fuerza de Reacción

del Fluido (Salida)

Fuerza de Reacción

del Fluido (Entrada)

T = Microsegundos de tiempo

Derecho

Izquierdo

CON FLUJO

T X Factor de Calibración de Flujo = Rata de Flujo

seg T) X (g/seg/seg) = g/seg

rata X tiempo = Total de flujo másico

Medidores másicos – EFECTO CORIOLIS




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MEDICIÓN DE DENSIDAD Fluido de baja densidad

Fluido de alta densidad

1

f

1

f





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MEDICIÓN DE DOS VARIABLES

RESUMEN

D = Cambio de fasem = Flujo Másico

fR = Cambio en la frecuencia de resonanciar = Densidad




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Medidor ideal…

• Amplios rangos de flujo, de temperatura, de presión, de densidad, de viscosidad• Medir gas, líquidos o mezclas• Bidireccional• No afectarse por los perfiles del flujo• Inmune a pulsaciones o vibraciones del proceso• Generar mínimas caídas de presión• Calibración o verificación en línea (en campo)• Larga estabilidad en el tiempo• Bajo costo de mantenimiento y de operación• Y.. Económico

SELECCIÓN DE MEDIDORES


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PRODUCTO: Densidad, viscosidad, contaminantes, sedimentos y agua contenida.

OPERACIÓN: Temperatura, presión, flujo (pulsante, estable), perfil de flujo.

CARACTERÍSTICAS: Repetibilidad, reproducibilidad linealidad, rangeabilidad (Turndown ratio), caída de presión, exactitud, capacidad de diagnóstico, necesidad deespacio, tamaño, peso.

COSTOS: Ahorro de energía, mantenimiento, verificación y calibración, repuestos.

VARIABLES DE SELECCIÓN



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1000

100

10

11 10 100 1000 10000 100000

Vis

co

sit

y (

cS

t)

Flow Rate (BPH)

PD Meter Helical Turbine Meter Conventional Turbine Meter

Fuente: Catálogo Faure Herman.

CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO



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Fuente: Catálogo Faure Herman.




29

Fuente API MPMS 5.1 figura 1.




30


VARIABLES DE OPERACIÓN



31

VARIABLES DE OPERACIÓN




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TABLA COMPARATIVA DE SELECCIÓN DE MEDIDORES

REQUERIMIENTOPRINCIPIO DE MEDICIÓN

PDM DPM VORTEX TURBINA UFM EFM CORIOLIS TÉRMICO

MEDICIÓN LÍQUIDOS SI SI SI SI SI SI SI SI

MEDICIÓN DE GAS SI* SI NO SI SI NO SI SI

FLUJOS BAJOS (<1 BPH) SI NO NO NO SI NO SI SI

FLUJOS ALTOS (>20000 BPH) NO NO NO NO SI SI NO NO

LÍQUIDOS NO CONDUCTIVOS SI SI SI SI SI NO SI SI

BAJA VISCOSIDAD (<1 Cp) NO SI SI SI SI SI SI SI

ALTA VISCOSIDAD (>500 Cp) SI NO NO NO SI* SI SI NO

FLUIDOS CRIOGÉNICOS NO SI SI NO NO NO SI NO

FLUJO VOLUMÉTRICO SI SI SI SI SI SI SI NO

FLUJO MÁSICO NO NO NO NO NO NO SI SI

REPETIBILIDAD <0.02% SI NO NO SI SI SI SI NO

DIÁMETRO PEQUEÑO (< 1") SI NO NO NO SI* NO SI SI

DIÁMETRO GRANDE ( >20") NO NO NO NO SI SI NO SI*

TEMPERATURA ALTAS (>200°C) NO SI SI NO NO NO SI NO

PRESIÓN ALTAS (>2000 PSI) NO SI SI SI SI NO NO NO

RANGEABILIDAD LIMITADA ALTA ALTA LIMITADA ALTA ALTA ALTA LIMITADA

PÉRDIDA DE PRESIÓN BAJA ALTA ALTA MEDIA BAJA BAJA ALTA BAJA

*Bajo condiciones especiales de construcciónFuente:Ing. Rafael Mesa, 2010.

HERRAMIENTA TABLA DE COMPARACIÓN



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

RANGEABILIDAD

V 800

I 700

S 600

C 500

O 400

S 300

I 200

D 100

A 50

D 10

CUBO DE LA DECISIÓNDebe mantenerse el volumen del cubo.

Ej. 1: Alta rangeabilidad y alta viscosidad = BAJA EXACTITUD

Fuente: Ing. Rafael Mesa, 2009.



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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

RANGEABILIDAD

V 800

I 700

S 600

C 500

O 400

S 300

I 200

D 100

A 50

D 10

CUBO DE LA DECISIÓN

Ej. 2: Alta exactitud y alta viscosidad = BAJA RANGEABILIDAD




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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

RANGEABILIDAD

V 800

I 700

S 600

C 500

O 400

S 300

I 200

D 100

A 50

D 10

CUBO DE LA DECISIÓN.

Ej. 3: Alta exactitud y alta rangeabilidad = BAJA VISCOSIDAD

Fuente:Ing. Rafael Mesa, 2009.



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COSTOS DE INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO

CRITERIOPRINCIPIO DE MEDICIÓN

PDM TURBINA UFM CORIOLIS

TUBERÍA BAJO BAJO BAJO MEDIO

ACONDICIONAMIENTO DE FLUJO BAJO ALTO ALTO BAJO

VÁLVULAS MEDIO MEDIO MEDIO MEDIO

INSTRUMENTACIÓN MEDIO MEDIO MEDIO MEDIO

FILTROS ALTO ALTO BAJO BAJO

DESAIREADOR ALTO BAJO BAJO ALTO

MEDIDOR ALTO BAJO ALTO MEDIO

CONTRAPRESIÓN MEDIO ALTO BAJO BAJO

INSTALACIÓN MEDIO BAJO MEDIO ALTO

COMISIONAMIENTO MEDIO MEDIO MEDIO ALTO

MANTENIMIENTO ALTO MEDIO BAJO MEDIO

CALIBRACIÓN EN SITIO MEDIO MEDIO ALTO ALTO

PÉRDIDA DE ENERGÍA BAJO MEDIO BAJO ALTO

TABLA COMPARATIVA DE COSTOS



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DESPLAZAMIENTO POSITIVOPD METERSMMH CAPÍTULO 5API MPMS 5.2

TURBINASMMH CAPÍTULO 5 API MPMS 5.3

CORIOLIS (MÁSICOS) MMH CAPÍTULO 5API MPMS 5.6

ULTRASÓNICOS UFMMMH CAPÍTULO 5API MPMS 5.8

Cada tecnología requiere su análisis particular:

DIMENSIONAMIENTO DEL MEDIDOR

Fuente: FMC Technologies Fuente: MICROMOTION Fuente: DANIEL


38

../../presentacion a punto focal final Julio 25/PDMETER.xlsm

../../presentacion a punto focal final Julio 25/dens2low.gif

../../presentacion a punto focal final Julio 25/TURBINAS_EXCEL2003.xls

../../presentacion a punto focal final Julio 25/UFM_XCEL2007.xlsm

Documents

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