Efecto del punto cero en el caudalímetro de masa

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La última edición de este post fue realizada por Wang Tianze el 16 de noviembre de 2016, a las 12:05. La utilización del medidor de caudal de masa por efecto Coriolis HK-CMF para medir el caudal de masa de los hidrocarburos líquidos es actualmente un método de medición ampliamente aceptado. Este método reduce efectivamente la influencia de cambios en parámetros como la temperatura y la presión del medio, lo que permite elevar la precisión en la medición de la masa de los hidrocarburos líquidos a un nivel superior. 　　Sin embargo, en el uso diario, debido a factores como la ubicación de instalación, las condiciones ambientales y las condiciones de proceso, problemas como la deriva nula y la presencia de burbujas de aire afectan gravemente la estabilidad del rendimiento de medición y la precisión de los resultados del medidor de caudal masivo por efecto Coriolis HK-CMF. El aire atrapado entre las partículas puede eliminarse mediante un separador de aceite y gas o mediante el uso de válvulas de presión; no será necesario entrar en más detalles al respecto en este texto. Además, la deriva cero se convierte en el factor más importante que afecta los resultados de medición del CMF. Por lo tanto, el mantenimiento del punto cero del CMF es una forma importante de mantener la precisión y la fiabilidad en las mediciones realizadas por el medidor de flujo de masa Coriolis HK-CMF. 　　El mantenimiento en el punto cero suele consistir únicamente en realizar un ajuste en el lugar. Dado que el punto cero tiene un impacto significativo en la precisión de medición del caudalímetro de masa Coriolis HK-CMF (especialmente a bajos caudales), es necesario ser muy cauteloso al utilizar los métodos de puesta a cero. Solo cuando se confirme que realmente existe un desvío hacia cero y que no sea posible evitarlo, se debe proceder a la puesta a cero siguiendo estrictamente las normas establecidas. Este artículo explica el impacto del punto cero en la precisión de las mediciones CMF, los métodos de puesta a cero y el mantenimiento sencillo del punto cero en el día a día. 　　I. Análisis de casos de impacto en el punto cero
A continuación, se presenta un caso que ocurrió en nuestra empresa en 2013, con el fin de ilustrar el importante impacto que tiene el punto cero en las mediciones en la práctica real, y así resaltar la importancia de realizar ajustes en dicho punto. 　　1. Descripción del caso: En noviembre de 2012, nuestra empresa puso en marcha su nuevo complejo de cokificación, con una capacidad de 1,6 millones de toneladas al año. La tasa de recuperación de líquidos diseñada era del 65%. Sin embargo, en los meses siguientes a la puesta en marcha del dispositivo, la tasa de recuperación de líquidos fue de solo alrededor del 63%, por lo que no se cumplieron los requisitos de diseño. Los datos se muestran en la Tabla 1. http://106.37.166.86:8009/zgjl/inset/15/151007201.JPG Tabla 1: Balance de materiales del nuevo complejo de cokerización, para los meses de junio a agosto. La materia prima utilizada en este complejo es el alquitrán; los productos líquidos obtenidos son diésel, gasolina, aceite de cera y una pequeña cantidad de gas licuado. Los medidores de flujo utilizados para medir estos cinco tipos de fluidos son medidores de caudal de tipo Coriolis HK-CMF, que han sido calibrados adecuadamente. Sus prestaciones de medición cumplen plenamente con los requisitos del complejo. Para ayudar al taller a determinar las causas por las que la recuperación de líquido no cumplía los estándares, el personal de mantenimiento y los técnicos de los medidores realizaron múltiples verificaciones, y desmontaron y calibraron el medidor de aceite parafínico; los resultados de la calibración siguieron siendo satisfactorios. Al mismo tiempo, se verificó el punto cero de los otros medidores de flujo. Al cerrar las válvulas manuales, tanto los medidores como regresaron al valor cero, lo que descartó la posibilidad de que el punto cero fuera la causa de las desviaciones en los medidores de flujo (sin embargo, el problema radicaba precisamente en eso). Posteriormente, se invitó a ingenieros especializados de Emerson para que realizaran una inspección detallada de todos los medidores de flujo. Se descubrió que, en el caso del medidor de flujo para aceites crudos y residuos, modelo CMFHC2G, el valor de cero estático de fábrica del procesador central del medidor era de -0.01188947 μs. Sin embargo, el valor actual de cero es de -1.059366 μs. Es decir, Kzero ya no corresponde al valor de cero por defecto, sino que ha experimentado un cambio significativo. 　　2. Análisis de caso
Dado que la imprecisión del punto cero puede afectar significativamente la precisión de las mediciones del medidor de masa Coriolis HK-CMF, en este caso el valor del punto cero varía considerablemente. Ignorando el efecto de la temperatura y aplicando los cálculos correspondientes, el punto cero dinámico actual del medidor debería ser de 10,7 t/h. Teniendo en cuenta que el caudal actual medido por el CMF es de 156 t/h, el error resultante debido a este punto cero asciende a 10,7/156 = 6,86%. Tras restablecer el punto cero, los valores de medición del medidor de caudal masivo por efecto Coriolis HK-CMF volvieron a la normalidad. El porcentaje de líquido recolectado por este dispositivo fue del 68%, lo cual cumple con los requisitos de diseño. 　　Entonces, ¿qué causa una deriva en el valor cero tan grande? Primero, analicemos las causas de esta gran deriva en el valor cero: (1) El medidor de caudal por efecto Coriolis HK-CMF fue calibrado antes de su instalación, y los resultados de la calibración fueron satisfactorios. En ese caso, no debería haber ninguna deriva en el valor cero. 　　(2) Para modificar manualmente el punto cero estático se necesita un dispositivo de control especializado o software para ordenadores portátiles; solo el personal especializado en mantenimiento de instrumentos de medición cuenta con ello, y es poco probable que realicen dicho tipo de modificaciones. 　　(3) Durante las inspecciones realizadas por el personal de mantenimiento tras la instalación del medidor de flujo, se observó que el indicador mostraba un flujo distinto de cero. A pesar de que no se cumplían las condiciones para el ajuste a cero, se realizó un ajuste a cero de buena fe, lo que provocó un desplazamiento a cero. 　　Dado que no se conocen las circunstancias exactas de ese momento, tras analizarlo, el autor considera que la tercera posibilidad es la más probable. 　　¿Cuál es entonces la razón por la cual, durante las inspecciones posteriores del medidor de flujo masivo por efecto Coriolis HK-CMF, no se detectó un desvío tan grande en el valor cero? En mi opinión, esta situación se debe a que no se prestó suficiente atención al valor de corte para flujos bajos, es decir, a que el umbral establecido no era adecuado. En ese momento, el umbral del medidor HK-CMF era superior a 10,7 t/h; y debido al efecto de corte en el valor cero, el instrumento volvía a su valor inicial. Cuando el personal de mantenimiento realiza el mantenimiento del punto cero, la operación habitual es cerrar primero la válvula manual posterior y luego la válvula manual anterior. A continuación, se observa si el flujo indicado por el medidor vuelve a cero. Si el medidor vuelve a cero, se considera que el punto cero del mismo es correcto, incluso cuando en ese momento el medidor registra efectivamente un caudal instantáneo de 10,7 t/h. Precisamente por eso, en las inspecciones CMF posteriores nunca se detectó el problema de la deriva cero. 　　De hecho, esta situación es común en la actualidad en el mantenimiento de los medidores de caudal por efecto Coriolis HK-CMF en el país. La configuración de corte a cero evita la acumulación inadecuada de caudal en los medidores de caudal por efecto Coriolis HK-CMF cuando estos operan fuera de sus condiciones normales; sin embargo, si el umbral se establece en un valor demasiado alto, se impide detectar posibles desviaciones del punto cero en aplicaciones cotidianas. Este aspecto aún no ha recibido la atención necesaria en las aplicaciones de CMF en China. 　　II. Métodos de mantenimiento del punto cero del medidor de caudal de masa Coriolis HK-CMF en el uso diario
1. Establecimiento de umbrales razonables
El establecimiento de umbrales adecuados no solo permite filtrar de manera eficaz las pequeñas fluctuaciones que se producen durante mediciones anormales, sino que también facilita enormemente el mantenimiento del punto cero en el uso diario, evitando así situaciones como las descritas en los casos anteriores. En opinión del autor, es adecuado establecer el umbral en la mitad de la precisión CMF del valor de caudal habitual del medio medido por este medidor de flujo masivo por efecto Coriolis HK-CMF. Por ejemplo, en el caso mencionado anteriormente, la precisión del CMF de Emerson es del 0,5 %, y el caudal habitual es de 160 t/h; por lo tanto, el umbral se puede establecer en 160 × 0,5 % ÷ 2 = 0,4 (t/h). De esta manera, incluso en caso de desviación cero, siempre que el valor esté por encima de dicho umbral, el personal de mantenimiento podrá detectarlo a tiempo. Por debajo de ese umbral, según la fórmula de cálculo del error CMF proporcionada por el fabricante, el valor estaría entre ±0.10% ± [(0/valor_de_flujo) × 100]%, es decir, ±0.10% ± [(0.4/160) × 100]%, lo que equivale a ±0.35%. Incluso en este caso, los resultados de medición seguirían estando dentro de los límites aceptables. Para los métodos de medición discontinua, también se puede establecer un umbral de esta manera; posteriormente, se puede filtrar el caudal acumulado durante los períodos en los que no hay medición, siguiendo el método de lectura manual para el cálculo de las facturas. 　　2. Confirmación oportuna del punto cero
En los flujómetros de masa Coriolis HK-CMF en uso, se debe realizar periódicamente la confirmación del punto cero, a fin de detectar a tiempo cualquier desviación del mismo y corregirla. 　　3. Acciones de ajuste cautelosas: Si al verificar el valor en cero se detecta que el medidor de flujo masivo por efecto Coriolis HK-CMF no muestra un valor nulo, primero es necesario observar el estado de funcionamiento del instrumento y analizar las causas de este valor no nulo. Por ejemplo, se debe verificar si el fluido dentro del medidor HK-CMF está en estado de inmovilidad, si está en condiciones de llenado total (lo cual puede determinarse a partir del valor de densidad mostrado por el medidor), si han habido cambios significativos en las condiciones del proceso, si las válvulas de control están bien cerradas, y si existe algún campo magnético o interferencia por vibraciones en el entorno circundante. Después de excluir los factores mencionados anteriormente, se puede determinar si realmente ha habido un desplazamiento en el punto cero del medidor de flujo masivo por efecto Coriolis HK-CMF. Solo entonces se puede proceder a realizar la calibración en sitio del mismo. 　　4. Procedimiento estándar de puesta a cero (1) Asegúrese de que el medidor de caudal por efecto Coriolis HK-CMF se encuentre en un entorno operativo adecuado, y de que el tubo de medición esté completamente lleno con el medio a medir. 　　(2) Si hay una válvula de bypass, abra primero la válvula de bypass. 　　(3) Cierre de la válvula de cierre aguas abajo (es decir, la válvula posterior), para interrumpir el flujo de líquido a través del tubo de medición; se debe garantizar una buena selladura. 　　(4) Si hay una válvula de cierre aguas arriba (es decir, una válvula previa), esta debe cerrarse. 　　(5) Realice la operación de puesta a cero siguiendo el procedimiento indicado por el fabricante. 　　(6) Registrar los valores de cambio en los puntos cero antes y después; si el cambio es considerable, se debe considerar si ese CMF necesita ser verificado/calibrado nuevamente.