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7/31/2019 8. MEDICION DINAMICA
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INSTUMENTOS DE MEDICIÓNDINÁMICA
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Determina la cantidad de flujo que circula a través de un elemento primario de medición.
Entrega altos volúmenes, ya que se miden en forma volumétrica ó másica.
Con la medición dinámica no hay incidencia del error humano que se puede producir.
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Aspectos importantes de laMedición Dinámica
Son importantes las consideraciones para la selección delmedidor, tales como tipo de fluido, condiciones de proceso ycondiciones de instalación.
La medición puede ser volumétrica ó másica. En algunos casos se utilizan sistemas automáticos de
muestreo, con los cuales se obtiene una mezcla mashomogénea y representativa, para los análisis de laboratorio
necesarios. Algunos medidores tienen incorporados computadores de
flujo, que realizan todas la correcciones directamente.
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Medidor de desplazamiento positivo
Medidor de turbina Medidor de placa de orificio Medidor tipo coriolis
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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOS PORMEDIDORES DINÁMICOS
Medición del volumen de líquido de petróleo y productos refinados,que están normalmente en la fase líquida a la presión atmosférica y latemperatura ambiente .Este medidor no se aplica a la medición de fluidos en dos fases.La aplicación de API MPMS Capítulo 5 para medición de fluidos de altapresión de vapor debe ser cuidadosamente revisada y debe serconsiderada junto con otros aspectos que son críticos para un
desempeño exitoso.
Medidor de desplazamiento positivo
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Medidor de desplazamiento son normalmente utilizados para medir lastransferencias del petróleo líquido. En muchas situaciones un tipo demedidor es preferido, en otros casos, la elección de cualquiera essatisfactoria.
•No se utiliza para gases•El fluido debe ser líquido limpio y debe poseer cierta viscosidad.•Se utiliza como totalizador. En el 10% de las aplicaciones industriales•Tiene baja fricción y es de bajo mantenimiento.•Ocasiona una pérdida permanente de presión .
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GUÍAS PARA LA SELECCIÓN DEL TIPO DE MEDIDOR DEDESPLAZAMIENTO POSITIVO
La presión.
La temperatura. La contaminación del líquido.
La viscosidad. El caudal.
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VENTAJAS
Exactitud. Capacidad en la medición
de líquidos viscosos. Capacidad de operar sin
necesidad de un motorexterno.
Capacidad para registrarvalores próximos al cero.
Modo simple de operar.
Susceptibles a la corrosión y ala erosión.
Susceptible al daño porbaches de gas.
Reducción severa en el flujocuanto el medidor estáatascado.
Requerimientos demantenimiento incremental.
DESVENTAJAS
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ELECCIÓN DE UN MEDIDOR TIPOTURBINA Ó DE DESPLAZAMIENTO
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Los medidores de turbina tienen un rotor de aspa que puede girar libremente
cuando el fluido lo empuja, entonces la velocidad de rotación de la turbina esproporcional a la velocidad del fluido. Para determinar el número derevoluciones de la turbina el medidor consta de un dispositivo captador quegenera un impulso eléctrico cada vez que un álabe de la turbina pasa frente aél.
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Exactitud 1%Vm
El fluido debe ser limpio y poco abrasivo.Sirve para líquidos y gases.Variabilidad del rango 30:1No se utiliza para control.
Genera una caída de presión apreciable.
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Precisión. Amplio rango de flujo. Tamaño grande, pequeño y mediano. Larga vida útil.
Amplios rangos de temperatura ypresión.
VENTAJAS
Necesidad de acondicionamiento de flujo.
Posible necesidad de controlar la presión atrás para evitar lacavitación. Dificultad en la medición de líquidos de alta viscosidad. Susceptibilidad de incrustaciones o depósitos. La sensibilidad a los cambios de viscosidad a altas viscosidades. La susceptibilidad al daño por slugging de gas.
DESVENTAJAS
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En este tipo de medidores el fluido pasa a través de un tubo en forma de “U”
Este tuvo vibra a su frecuencia natural, excitado por un campo magnético Estacombinación de fuerzas causa que el tubo experimente una torsión. Durante lasegunda mitad del ciclo, cuando el tubo se mueve hacia abajo, la torsiónresultante tendrá la dirección opuesta.
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Principio de Funcionamiento
Estos medidores utilizan emisores y receptores de ultrasonido situadosya sea dentro o fuera de la tubería, son buenos para medir líquidosaltamente contaminados o corrosivos, porque se instalan exteriormentea la tubería. Los medidores tienen una exactitud de 0,5% a 5% y unavariabilidad del rango entre 20:1 a 75:1 con escala lineal.
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En este caso se dispone de uno o mas pares de transmisores-receptores de ultrasonido, colocados diametralmente opuestos,formando un ángulo (α) con el eje de la tubería. El principio de mediciónse basa en medir la diferencia en el tiempo que tarda en viajar una onda
de ultrasonido aguas abajo, con respecto al tiempo que le toma en viajaraguas arriba.
En los medidores de haz múltiple, se mide la velocidad del fluido endiversos planos y se obtiene un promedio.Este medidor opera con gases y líquidos, pero presenta mejor
desempeño en gases.
Medidor de ultrasonido por diferencia de tiempos.
COMPARACIÓN DE LOS DISTINTOS TIPOS DE MEDIDORES
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COMPARACIÓN DE LOS DISTINTOS TIPOS DE MEDIDORES
DESPLAZAMIENTO POSITIVO TURBINA CORIOLIS
Bajo precio en pequeños Bajo precio
Amplia gama de técnicas demedición (engranaje, pistón,
helicoidal)
Tecnología tradicional Ninguna condición especial de flujo
Buen desempeño en alta viscosidad Amplio rango de temperatura y Insensible a la viscosidad
Unidireccional Unidireccional Bidireccional
Daño por bolsas de aire Baja caída de presión Perdida de presión
Volumétrico Volumétrico Másico
Rangeabilidad limitada Rangeabilidad limitada Alta Rangeabilidad
Exactitud y calibración dependientesde la viscosidad
Excelente repetibilidad Alta exactitud y repetibilidad
Alto mantenimiento Requiere mantenimiento Mínimo mantenimiento
Sin restricciones (analizar lasposibilidades de cavitación)
Numero Reynolds> 4000 Insensible al numeroreynolds
Alto costo de instalación ymantenimiento
Alto costo de instalación ymantenimiento
Sin partes móviles
Sensibilidad a fluidos sucios Depende del perfil de flujo; requiere
tramos rectos aguas arriba y aguaabajo
Limitado el rango de
tamaños hasta 6”
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Medición Dinámica
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INSTALACIÓN DE LA TUBERÍA
Los medidores se instalan normalmente en posición horizontal. Cuando el rango de caudal es demasiado grande para cualquier
medición un banco de medidores podrían ser instalados en paralelo. Los medidores deberán instalarse de manera que operan a su
máximo, dependiendo de su vida útil. filtros, trampas de sedimentos, tanques de sedimentación,
separadores de agua, o una combinación de estos artículos, ocualquier otros elementos que puedan servir se puede utilizar.
Los medidores deberán estar adecuadamente protegidos contra laspulsaciones de la presión y el exceso de sobretensiones Una válvula de alivio puede ser necesaria para mantener la presión
en el medidor y el probador por encima de la presión de vapor.
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CORRECCIONES DEL MEDIDOR
Estas correcciones se hacen únicamente cuando se
calibra el medidor.Al momento de vender, custodiar o transferir crudo hay quecorregir dos parámetros para llevarlos a condicionesestándar:
•Gravedad API•Volumen
Al corregirlos, tenga en cuenta que estos parámetros
dependen de:
•La temperatura y presión del crudo.•La temperatura y presión en el acero del probador.
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CORRECCIONES DEL MEDIDOR
Todos los cálculos a continuación nos llevaran al factor delmedidor (FM) que es el que finalmente convierte el volumende crudo medido a condiciones estándares.
Computador del sistema PECO en la sala de control de PS1
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CORRECCION DE LA GRAVEDAD API
Una sustancia cambia ciertas propiedades como su viscosidad y gravedadespecífica si la temperatura varía; la gravedad API, que dice mucho de la
capacidad energética y el valor del crudo, se ve muy afectada por esta variación.Para comparar la gravedad API de un crudo, ésta debe estar convertida ocorregida a 60ºF.
Tomando una muestra con un hidrómetrose mide la gravedad API y latemperatura del crudo en esemomento. Por medio de unas tablas, sebusca la gravedad API que tendría elcrudo si fuese enfriado (o calentado)
hasta 60ºF.
Por ejemplo, para una muestra 46API a74ºF el grado sería 44.8 API si se enfríaa 60ºF.
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CORRECCION DEL VOLUMEN
Esta corrección requiere más parámetros, pues más factores loafectan.
El propósito es que a partir del volumen que se mide a ciertatemperatura y presión se convierte o corrige al volumen queocuparía si se ajusta a 60ºF.
Para pasar el volumen a 60ºF, hay que hacer corrección por:
•La temperatura del líquido en el medidor (CTLM)•La presión del líquido en el medidor (CPLM)
•La temperatura del líquido en el probador (CTLP)•La presión del líquido en el probador (CPLP)•La temperatura del acero en el probador (CTSP)•La presión del acero en el probador (CPSP)
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FACTOR DE MEDICIÓN
Cuando la lectura directa no es requerida, el uso de unfactor de medición es preferido por varias razones:
Es difícil o imposible para ajustar el mecanismo decalibración del medidor para registrar con la mismaresolución que se logra cuando un factor de medición sedetermina.
El ajuste por lo general exige uno o más pasadas paraconfirmar la exactitud del ajuste.
En aplicaciones donde la medición se va a utilizar condiferentes líquidos o en varios conjuntos de condicionesde operación, un factor diferente de medición se puede
determinar para cada líquido, y para cada conjunto decondiciones de funcionamiento.
CONDICIONES QUE PUEDEN
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CONDICIONES QUE PUEDENAFECTAR EL FACTOR DE
MEDICION Caudal.
La viscosidad del líquido. Temperatura del líquido. La presión del líquido que fluye.
Características de limpieza y delubricación del líquido. Fallos en el sistema de prueba.
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CAUSAS DE VARIACION EN ELFACTOR DE MEDICIÓN Hay muchos factores que pueden alterar la acción
de un medidor de desplazamiento. Algunos factores,como:
La entrada de sustancias extrañas en el medidor. Otros factores son dependen de las propiedades del
líquido medido, éstas deberán superarse medianteadecuadamente el diseño y funcionamiento de lamedición del sistema.
Las variables que tienen el mayor efecto en el factorde medición son el caudal, viscosidad, temperatura y
sustancias extrañas (por ejemplo, la parafina en ellíquido).
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FACTOR DEL MEDIDOR
Por fin hemos llegado al valor que es utilizado para corregir el volumen medido porla turbina: el factor del medidor (FM).
VCM
VCPFM
Como ya los volúmenes están corregidos a 60ºF (condiciones estándares) elcálculo es muy sencillo. Debe darse redondeado a 4 cifras decimales.Por ejemplo:
VCP = 32.832 BBLVCM = 32.804 BBL 0008535.1
804.32
832.32FM
FM = 1.0009
Recuerde que medir es comparar una medida contra un patrón. El factor delmedidor o factor de corrección ajusta la medida al patrón.
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NOTA IMPORTANTE
En el factor del medidor (FM):
FactorK
PulsosCPLMCTLM
VolumenCPSPCTSPCPLPCTLP
VCM
VCPFM Fº60@rProve
El K-Factor es constante. Es un valor que es propio de cada turbina y que lo debesuministrar el fabricante.
En Caño Limón mantienen constante el FM y varían el K-Factor, pero sólo para
efectos de cálculos ya que el que realmente varía es el FM y no el K-Factor. Poreso es que en el Campo no se dice Homologación del Factor del Medidor sinoHomologación del K-Factor; es la misma operación sólo que despejando otravariable.
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Figura 2. Curva típica de exactitud