O efeito do ponto zero no medidor de vazão mássico

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Esta postagem foi editada pela última vez por Wang Tianze em 16/11/2016, às 12:05. A medição do fluxo mássico de hidrocarbonetos líquidos com o uso do medidor de fluxo mássico Coriolis HK-CMF é um método de medição amplamente aceito atualmente. Ele reduz efetivamente a influência das variações nos parâmetros como temperatura e pressão do meio sobre os resultados da medição, elevando a precisão da medição da massa dos hidrocarbonetos líquidos a um novo nível. 　　No entanto, no uso diário, devido a fatores como a localização de instalação, as condições ambientais e as condições de processo, problemas como desvio zero e presença de ar entre os componentes afetam gravemente a estabilidade do desempenho de medição e a precisão dos resultados obtidos pelo medidor de vazão em massa Coriolis HK-CMF. O ar contido entre os fluidos pode ser removido por meio de separadores de óleo e gás ou com a utilização de válvulas de pressão; não será necessário discutir isso mais detalhadamente neste texto. Além disso, a deriva zero torna-se o fator mais importante que afeta os resultados das medições do CMF. Portanto, a manutenção do ponto zero do CMF é uma maneira importante de manter a precisão e a estabilidade das medições realizadas pelo medidor de vazão em massa Coriolis HK-CMF. 　　A manutenção do ponto zero geralmente tem apenas um método: o ajuste no local. Como o zeramento exerce grande influência na precisão das medições do medidor de massa Coriolis HK-CMF (especialmente em vazões baixas), o uso de métodos de zeramento deve ser feito com cautela. Somente quando se confirmar que realmente existe um desvio de zero e que o zeramento é inevitável, este deve ser realizado estritamente de acordo com as normas. Este artigo aborda o impacto do ponto zero na precisão das medições CMF, os métodos de zeragem e a manutenção simples do ponto zero no dia a dia. 　　I. Análise de caso sobre o impacto do ponto zero　　 A seguir, citaremos um caso que ocorreu na nossa empresa em 2013 para ilustrar o importante impacto do ponto zero na medição em aplicações reais, demonstrando a seriedade do ajuste do ponto zero. 　　1. Apresentação do caso: Em novembro de 2012, nossa empresa inaugurou sua nova unidade de cokeração, com capacidade de 1,6 milhão de toneladas por ano. A taxa projetada de recuperação de líquidos era de 65%. No entanto, nos primeiros meses de operação do dispositivo, a taxa de recuperação de líquidos foi de apenas cerca de 63%, o que não atendeu aos requisitos de projeto. Os dados estão apresentados na Tabela 1. http://106.37.166.86:8009/zgjl/inset/15/151007201.JPG Tabela 1 – Balanço de materiais do novo complexo de cokagem, de junho a agosto. O material de entrada nesse complexo é o óleo residual; os produtos líquidos produzidos são diesel, gasolina, óleo de cera e uma pequena quantidade de gás liquefeito. Para medir o fluxo desses cinco tipos de fluidos, foram utilizados medidores de vazão do tipo Coriolis HK-CMF, que foram calibrados adequadamente. Suas capacidades de medição atendem completamente às exigências do complexo. Para ajudar a identificar as causas do volume de líquido coletado não atingir os padrões exigidos, os técnicos responsáveis pela manutenção dos medidores de vazão realizaram várias verificações. Além disso, o medidor de vazão do óleo de cera foi desmontado para ser inspecionado; os resultados da inspeção mostraram que o equipamento ainda estava em boas condições. Ao mesmo tempo, foi verificado o ponto zero dos outros medidores de vazão. Ao fechar e abrir as válvulas manuais, os medidores retornaram ao ponto zero, o que descartou a possibilidade de que o ponto zero fosse a causa das discrepâncias nos valores medidos (no entanto, é exatamente aí que está o problema). Em seguida, foram convidados engenheiros especializados da Emerson para realizar uma inspeção detalhada em todos os medidores de vazão. Foi constatado que, no caso do medidor de vazão do óleo bruto e residual, do modelo CMFHC2G, o valor de ponto zero estático do processador principal do medidor era de -0,01188947 μs. No entanto, o valor atual de ponto zero é de -1,059366 μs. Ou seja, Kzero não é mais o valor de ponto zero padrão; houve uma mudança significativa nesse valor. 　　2. Análise de caso: Como a imprecisão no ponto zero pode afetar significativamente a precisão das medições do medidor de vazão por efeito Coriolis HK-CMF, neste caso houve grandes variações no valor do ponto zero. Ignorando a influência da temperatura, e utilizando as fórmulas relevantes, o ponto zero dinâmico do medidor deveria ser de 10,7 t/h. Considerando uma vazão atual de 156 t/h, o erro causado por esse ponto zero é de 10,7/156 = 6,86%. Após a restauração do ponto zero, os valores de medição do medidor de vazão em massa por efeito Coriolis HK-CMF voltaram ao normal. A taxa de recolhimento de líquido pelo dispositivo atingiu 68%, cumprindo assim os requisitos de projeto. 　　Então, o que causa uma variação do ponto zero tão grande? Primeiro, vamos analisar as razões para essa grande variação do ponto zero: (1) O fluxômetro de massa Coriolis HK-CMF foi calibrado antes da instalação; os resultados da calibração atenderam aos requisitos, portanto, isso não deveria causar qualquer variação do ponto zero. 　　(2) A modificação manual do ponto zero estático requer um controlador manual profissional ou software para notebook; apenas profissionais especializados em manutenção de medições dispõem desses recursos, e eles não são capazes de realizar tais alterações. 　　(3) Durante as inspeções realizadas após a instalação do medidor, o técnico de manutenção constatou que a leitura do medidor não era zero. Sem que as condições para o zeramento fossem atendidas, ele realizou, de boa-fé, uma operação de zeramento, o que resultou no desvio zero. 　　Como não se conhece a situação exata da época, após análise, o autor considera que a terceira possibilidade é a mais provável. 　　Qual seria a razão pela qual, durante as inspeções posteriores do medidor de massa Coriolis HK-CMF, não foi detectada uma deriva zero tão grande? O autor acredita que esse fenômeno é causado pela configuração inadequada do valor de corte para fluxos baixos, ou seja, o limiar, que até então não havia recebido atenção suficiente. Naquela época, o limiar do medidor de massa Coriolis HK-CMF estava definido acima de 10,7 t/h; porém, devido ao corte de zero, o medidor retornava ao valor zero sempre que o fluxo era inferior a esse valor estabelecido. Ao realizar a manutenção do ponto zero, a prática comum dos técnicos de manutenção é fechar a válvula manual posterior e, em seguida, fechar a válvula manual anterior. Em seguida, observa-se se o fluxo indicado pelo medidor retorna ao zero. Se o medidor voltar ao zero, considera-se que o ponto zero do medidor está correto, mesmo que, naquele momento, o medidor esteja realmente indicando um fluxo instantâneo de 10,7 t/h. Por isso, nos exames CMF posteriores, não foi detectado nenhum problema de deriva zero. 　　Na verdade, essa situação é comum atualmente na manutenção dos medidores de vazão em massa por efeito Coriolis HK-CMF no mercado interno. A configuração do ponto zero evita a acumulação inadequada de vazão no medidor de vazão por efeito Coriolis HK-CMF em condições de funcionamento anormais; contudo, se o valor limiar for definido muito alto, a possibilidade de detecção da deriva do ponto zero será eliminada nas aplicações cotidianas. Este aspecto ainda não tem recebido atenção suficiente nas aplicações de CMF na China. 　　II. Métodos de manutenção do ponto zero do medidor de vazão em massa Coriolis HK-CMF no dia a dia
1. Definição de limites adequados
A definição de limites adequados permite não apenas filtrar efetivamente as pequenas flutuações que ocorrem durante medições anormais, mas também facilita muito a manutenção do ponto zero no dia a dia, evitando que situações semelhantes às descritas nos exemplos anteriores ocorram. O autor acredita que é adequado definir o limiar como metade da precisão do CMF para os valores de vazão comuns do meio medido por esse medidor de vazão em massa por efeito Coriolis HK-CMF. Por exemplo, no caso mencionado anteriormente, a precisão do CMF da Emerson é de 0,5%. Considerando que o fluxo típico é de 160 t/h, o valor limite pode ser definido como 160 × 0,5% ÷ 2 = 0,4 t/h. Dessa forma, mesmo que ocorra desvio zero, esse valor pode ser detectado a tempo pelos técnicos de manutenção, desde que esteja acima desse limite. Abaixo desse valor, de acordo com a fórmula de cálculo do erro CMF fornecida pelo fabricante, o valor fica entre ±0,10% ± [(zero/ponto de vazão) × 100]%, ou seja, ±0,10% ± [(0,4/160) × 100]% = ±0,35%. Portanto, mesmo com um desvio zero, o resultado ainda fica dentro dos limites aceitáveis. Para métodos de medição não contínuos, também é possível definir limites dessa maneira e, em seguida, filtrar o fluxo acumulado durante os períodos sem medição, seguindo o método de leitura manual para faturamento. 　　2. Verificação do ponto zero em tempo hábil: Nos medidores de vazão em massa Coriolis HK-CMF em uso, é necessário realizar regularmente a verificação do ponto zero, a fim de detectar precocemente qualquer desvio desse ponto e fazer as correções necessárias. 　　3. Procedimento de zeragem cuidadoso
Caso se constate, durante a verificação do ponto zero, que o fluxômetro de massa Coriolis HK-CMF não indica valor zero, deve-se primeiro observar o estado de funcionamento do instrumento e analisar as causas desse valor diferente de zero. Por exemplo: o meio no fluxômetro de massa Coriolis HK-CMF está em estado de fluxo interrompido? O tubo de medição está totalmente preenchido? (Pode-se fazer um julgamento preliminar sobre o estado do meio no tubo de medição com base no valor de densidade exibido pelo fluxômetro). Houve alguma mudança significativa nas condições do processo? As válvulas manuais antes e depois do fluxômetro foram fechadas corretamente? Existem interferências de campo magnético ou vibrações no ambiente ao redor? Após excluir os fatores mencionados acima, é possível determinar se o ponto zero do medidor de massa Coriolis HK-CMF realmente sofreu um desvio, e realizar a operação de zeragem no local do medidor de massa Coriolis HK-CMF. 　　4. Operação de zeroização padrão (1) Certifique-se de que o medidor de vazão em massa Coriolis HK-CMF esteja em um ambiente de funcionamento adequado, e que o tubo de medição esteja completamente preenchido com o meio a ser medido. 　　(2) Se houver uma válvula de bypass, abra primeiro a válvula de bypass. 　　(3) Feche a válvula de isolamento a jusante (ou seja, a válvula de segurança), para interromper o fluxo do líquido pelo tubo de medição. É necessário garantir que haja um bom selamento. 　　(4) Se houver uma válvula de bloqueio a montante (ou seja, a válvula anterior), ela deve ser fechada. 　　(5) Realize a operação de zeroização de acordo com o processo exigido pelo fabricante. 　　(6) Registre as mudanças nos valores de zero antes e depois. Se a mudança for significativa, deve-se considerar se o CMF precisa ser reverificado/calibrado.