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Medición dinámica de crudos, refinados y GLP- Unidad 2, Sesion1
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UNIDAD 2DIMENSIONAMIENTO DE EQUIPOS
MEDICIÓN DINÁMICA DE CRUDOS, REFINADOS Y GLP
OBJETIVO
Dimensionar equipos de medición
dinámica, de acuerdo con las
necesidades operacionales.
Medición dinámica de crudos, refinados y GLP- Unidad 2, Sesion1
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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
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Registran el flujo volumétrico o másico del gas o líquido.
TERMINOLOGÍA
¿Qué hacen los siguientes equipos?
Fuente: FMC Technologies Fuente: FMC Technologies
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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
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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
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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
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El rendimiento y la calidad de un equipo de medición lo definen:
Exactitud.
Repetabilidad.
Rangeabilidad (turndown ratio).
Linealidad.
TERMINOLOGÍA
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TECNOLOGÍAS MEDICIÓN DINÁMICA
TALLER
Medición dinámica de crudos, refinados y GLP- Unidad 2, Sesion1
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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
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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
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MEDIDORES DE VOLUMEN DIRECTO – PD METER
Fuente: FMC Technologies
CLASIFICACIÓN DE MEDIDORES PARA TRANSFERENCIA DE CUSTODIA
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MEDIDORES DE VOLUMEN DIRECTO – PD METER
Fuente: FMC Technologies
CLASIFICACIÓN DE MEDIDORES PARA TRANSFERENCIA DE CUSTODIA
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MEDIDORES DE VOLUMEN DIRECTO – PD METER
Fuente: FMC Technologies
CLASIFICACIÓN DE MEDIDORES PARA TRANSFERENCIA DE CUSTODIA
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MEDIDORES DE VOLUMEN DIRECTO – PD METER
Fuente: FMC Technologies
CLASIFICACIÓN DE MEDIDORES PARA TRANSFERENCIA DE CUSTODIA
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MEDIDORES DE VOLUMEN DIRECTO – PD METER
Fuente: FMC Technologies
CLASIFICACIÓN DE MEDIDORES PARA TRANSFERENCIA DE CUSTODIA
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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
Fuente: FMC Technologies
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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
Fuente: FMC Technologies
CLASIFICACIÓN DE MEDIDORES PARA TRANSFERENCIA DE CUSTODIA
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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
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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
CLASIFICACIÓN DE MEDIDORES PARA TRANSFERENCIA DE CUSTODIA
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EntradaSalida Eje de Soporte
Lado Salida
Lado Entrada
Lado Entrada Lado Salida
T = 0
Derecho
Izquierdo
Fuente: Emerson Process
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
Fuente: Emerson Process
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MEDICIÓN DE DENSIDAD Fluido de baja densidad
Fluido de alta densidad
1
f
1
f
MEDIDORES MÁSICOS – EFECTO CORIOLIS
Fuente: Emerson Process
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MEDICIÓN DE DOS VARIABLES
RESUMEN
D = Cambio de fasem = Flujo Másico
fR = Cambio en la frecuencia de resonanciar = Densidad
MEDIDORES MÁSICOS – EFECTO CORIOLIS
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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
SELECCIÓN DE MEDIDORES
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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
SELECCIÓN DE MEDIDORES
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Fuente: Catálogo Faure Herman.
CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO
SELECCIÓN DE MEDIDORES
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Fuente API MPMS 5.1 figura 1.
CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO
SELECCIÓN DE MEDIDORES
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Fuente: FMC Technologies
VARIABLES DE OPERACIÓN
SELECCIÓN DE MEDIDORES
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VARIABLES DE OPERACIÓN
Fuente: FMC Technologies
SELECCIÓN DE MEDIDORES
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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
SELECCIÓN DE MEDIDORES
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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 DECISIÓNDebe mantenerse el volumen del cubo.
Ej. 1: Alta rangeabilidad y alta viscosidad = BAJA EXACTITUD
Fuente: Ing. Rafael Mesa, 2009.
SELECCIÓN DE MEDIDORES
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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
Fuente: Ing. Rafael Mesa, 2009.
SELECCIÓN DE MEDIDORES
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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.
SELECCIÓN DE MEDIDORES
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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
Fuente: Ing. Rafael Mesa, 2009.
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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
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