Problemas en la selección de instrumentos
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Aquí, en el instituto de diseño, se emiten las solicitudes de cotización; luego nosotros nos encargamos de adquirir los instrumentos. ¿Podrían explicarnos qué parámetros hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar los instrumentos? Válvulas de instrumentación, caudal, nivel de líquido, temperatura, presión, etc. También puede compartir su experiencia anterior en la selección de soluciones; sería bueno que hablara de algunos casos fallidos, para que yo pueda evitarlos en mi trabajo.
Los demás hermanos también entienden poco. El loco del radar, la loca de las ondas ultrasónicas… Tienes que recordar a toda costa que esos dos son una pareja de locos intermitentes. De lo contrario, hasta los niños aprenderán a comportarse de forma loca. {:3_51:}
¡Amigos expertos, vengan a compartirlo!
Si unas pocas palabras pudieran explicarlo todo, entonces yo ya no tendría motivos para seguir viviendo.
Tu pregunta es demasiado general. Puedes preguntar sobre algo que tengas a mano en este momento
Tu tema es demasiado amplio: cuatro tipos de instrumentos de parámetros + instrumentos de análisis + sistemas + válvulas. Existen demasiados principios de medición, modelos y fabricantes diferentes. De hecho, puedes tomar como referencia los acuerdos técnicos relacionados con las instrumentaciones de otros proyectos, en cuanto a cómo establecer los parámetros técnicos, los requisitos especiales, la entrega del producto, la capacitación, los repuestos y el servicio en sitio, entre otros. Puedes solicitar esta información al proveedor o fabricante de las instrumentaciones. Si no has hecho proyectos antes, busca a un mentor que te guíe; de lo contrario, es fácil cometer errores.
El alcance del problema es demasiado amplio; sería mejor plantear preguntas específicas para que la discusión sea más dirigida.
Al adquirir equipos de medición, es importante elegir aquellos que sean fiables. En algunos puntos críticos de la cadena de producción, si las válvulas o los medidores de flujo no son precisos, resulta difícil controlar la situación, lo cual puede causar problemas graves.
Solo quiero saber las consideraciones generales a la hora de elegir
Todo es de importación, se garantiza que no hay problemas. Para componentes de tuberías y válvulas SWAGELOK, se suele utilizar ROSEMENT para flujos a temperaturas y presiones normales; para otros tipos de medidores de flujo, según las condiciones específicas, se emplean medidores de caudal por masa, medidores de flujo por vórtices o medidores ultrasónicos. Para recipientes cerrados cuya distancia de medición del nivel de líquido es superior a 500 mm, se utilizan dos bridas; en el caso de recipientes abiertos a presión atmosférica, se emplea una sola brida. En cuanto a las válvulas, las de fabricación nacional suelen ser de marcas como Wuxi Tools, KOSO o WuZhong Instruments; las válvulas importadas, por su parte, suelen ser de marcas como FISHER, MASONEILAN o SAMSON. En concreto, solo puedo responder hasta aquí.
Xue Jinrong, también es un producto de mala calidad. La identificación se ha completado
Su pregunta es demasiado amplia; no sé cómo responderla. Comparto un artículo titulado “Requisitos para la selección de medidores de flujo en diferentes industrias y características de la medición de flujo”. Espero que sea útil. Changhui Instruments ofrece información general sobre las características de la medición de flujo y los requisitos para la selección de medidores en industrias como la siderurgia, la energía eléctrica, el petróleo, la química, el almacenamiento y transporte de petróleo, el abastecimiento de agua, el gas natural, así como en el ámbito de la medición de energía en empresas e edificios. Esto ayuda a los clientes de estas industrias a elegir los medidores adecuados y obtener mediciones de flujo precisas y fiables. Contadores de flujo: yunrun.com.cn/product/list_86.html
1. Características de la medición del flujo en la industria siderúrgica
La industria siderúrgica es un sector que consume grandes cantidades de energía. Se quema una gran cantidad de combustible en diversos hornos, y también se necesita aire para facilitar la combustión. En algunos casos, se utiliza combustión con oxígeno adicional, por lo que es necesario introducir oxígeno en los hornos. Algunos hornos generan grandes cantidades de gas residual al quemarse. Después de ser lavado y desempolvado, este gas se envía a otros hornos como combustible. Por lo tanto, el caudal de los gases de combustión, el caudal del gas natural y el caudal de los gases de escape representan una proporción muy grande. Estos fluidos objeto de medición presentan baja presión, baja velocidad de flujo, baja densidad y diámetros grandes, lo que dificulta su medición precisa. Especialmente en el caso del gas, suele tener un alto contenido de agua y polvo; además, algunos contienen alquitrán. En algunas tuberías de gas también hay agua que no se puede eliminar por completo. Todo esto exige que los instrumentos de medición tengan la capacidad de adaptarse, sin que la formación de condensados afecte las mediciones, ni que el polvo cause fallos en los mismos. En la industria siderúrgica, se suelen utilizar medidores de caudal de tipo diferencia de presión con placa orificial (placa orificial + transmisor de diferencia de presión) y medidores de caudal de tipo cono en V con diferencia de presión (cono en V + transmisor de diferencia de presión) para medir el caudal de gas. Los objetos de medición del caudal de agua producidos en fábrica también tienen sus características propias. Los resultados de la medición se utilizan principalmente para el monitoreo y control del proceso; no se exige una alta precisión, pero sí se requiere estabilidad y fiabilidad. A veces, cuando el diámetro es grande, se suelen utilizar medidores de caudal de tipo diferencial con tubo de velocidad constante y medidores de caudal ultrasónicos de tipo insertable. 2. Características de la medición de caudal en la industria eléctrica. Al hablar de la industria eléctrica, lo que se viene a la mente son las grandes calderas de las centrales térmicas y el vapor a altas temperaturas y presiones. También se piensa en las redes de tuberías de gran diámetro que transportan el vapor a los diferentes usuarios. Por lo tanto, en las industrias de generación de energía térmica y eléctrica, hay una gran cantidad de puntos donde se mide el flujo de vapor. Según su uso y características, se pueden dividir aproximadamente en mediciones de caudal relacionadas con la generación de energía y mediciones de caudal en redes de calefacción. ①Medición del caudal de vapor sobrecalentado relacionado con la generación de energía. La característica de este tipo de mediciones es que el fluido se encuentra a altas temperaturas y presiones; incluso en las unidades de pequeña capacidad, de unos pocos megavatios, la temperatura del vapor puede superar los 420 °C. Aunque se lanzan constantemente nuevos medidores de caudal, la mayoría de los medidores basados en principios físicos no pueden soportar condiciones de trabajo tan severas. Actualmente, para la medición del caudal de vapor sobrecalentado en las centrales eléctricas, se suelen utilizar medidores de caudal por diferencia de presión de tipo restrictor (combinación de placa de orificio + transmisor de diferencia de presión o boquilla + transmisor de diferencia de presión). Dado que el rango de variación del caudal de estos objetos de medición no es grande, y con frecuencia operan a plena carga, la desventaja de que los medidores de caudal por diferencia de presión tengan un rango limitado no tiene efectos prácticos. ②Medición del caudal de vapor saturado en la red de calefacción. En las redes de calefacción de las centrales térmicas, dado que tanto la temperatura como la presión del fluido **disminuyen**, hay más opciones disponibles para elegir los instrumentos adecuados. Siguiendo la tradición en la selección de instrumentos en estas plantas, en la mayoría de los casos se utilizan medidores de caudal por diferencia de presión de tipo restrictor (placa de orificio + transmisor de diferencia de presión) para medir el caudal de vapor saturado. En algunos casos, se emplean medidores de tipo corriente de vórtices para esta misma finalidad. http://yunrun.com.cn/upload/201610/06/201610061746135002.jpg 3. Características de la medición de caudal en la industria petrolera y química. La industria petrolera y química representa un mercado importante para los instrumentos de medición de caudal; existe una gran demanda de ellos. La mayoría de los tipos de medidores de caudal pueden encontrarse en esta industria, donde pueden aprovechar al máximo sus ventajas. En las industrias petroquímica y química, debido a la diversidad de los medios a medir, los rangos de medición son extremadamente amplios. Se van desde flujos muy pequeños, como los que se utilizan en aditivos y dispositivos de prueba, hasta flujos grandes, como los de los gases utilizados como materias primas. Los fluidos pueden ser desde el vapor de agua, el aire y el gas natural, hasta diversos productos químicos terminados y semiterminados, además de sustancias como el alquitrán, el amoníaco líquido y los hidrocarburos líquidos, que representan desafíos adicionales para la medición. La industria petroquímica cuenta con una sólida capacidad financiera y constituye un mercado importante para productos de alta gama, de calidad superior y precios elevados. Además de las características básicas mencionadas anteriormente, existen dos características distintivas más: ① La mayoría de las empresas petroquímicas y químicas tienen requisitos de protección contra explosiones. Incluso si el fluido a medir no es un material inflamable o explosivo, toda la zona en la que se encuentra dicha empresa se considera un lugar propenso a explosiones. Por lo tanto, al elegir los instrumentos adecuados, es necesario cumplir con las normas de protección contra explosiones. ②Es corrosivo: muchos de los fluidos que se miden son corrosivos. Al elegir los instrumentos, es necesario tener en cuenta el problema de corrosión en las partes que entran en contacto con estos medios corrosivos. Además del medio a ser medido, existe también la corrosión causada por la atmósfera. La lluvia que cae en las instalaciones de fábricas de cloro-álcalis, fertilizantes nitrogenados y ácido sulfúrico puede causar cierto daño en las partes expuestas de los instrumentos. Por lo tanto, es necesario proteger los instrumentos que se encuentran en el exterior, para evitar que se dañen prematuramente. 4. Características y requisitos de la medición de caudal en la industria de almacenamiento y transporte de petróleo. La industria de almacenamiento y transporte de petróleo también es un importante usuario de instrumentos de medición de caudal. Cada año, se transportan miles de millones de toneladas de productos petrolíferos refinados desde los almacenes, pasando por procesos de medición, hasta llegar a las estaciones de servicio o a otros almacenes. De allí, nuevamente se realizan mediciones para enviarlos al usuario final. Existen decenas de miles de estaciones de servicio en todas partes. Cada estación de servicio cuenta con una cantidad variable de bombas de combustible. Los productos petrolíferos refinados incluyen principalmente gasolina, diésel, queroseno, lubricantes y gasolina para aviones. Dado que los tanques de los camiones cisterna, buques cisterna o vehículos destinados a recibir el combustible se encuentran en equipos móviles, el combustible, una vez medido por un caudalímetro, es enviado al receptor a través de tuberías flexibles como mangueras o tubos flexibles. Dado que los productos petrolíferos son sustancias inflamables y explosivas, la seguridad es la principal preocupación de las personas. Dado que el aceite que fluye a alta velocidad genera electricidad estática debido a la fricción con las piezas de la tubería y su interior, en el diseño de las tuberías deben incluirse medidas de puesta a tierra para canalizar las cargas eléctricas generadas hacia la tierra. El sistema de puesta a tierra electrostática también debe estar interconectado con el sistema de control de suministro de combustible; de esta manera, en caso de que la puesta a tierra electrostática falle, el suministro de combustible se detendrá de inmediato. Además, la medición del flujo en la industria de almacenamiento y transporte de petróleo presenta las siguientes características y requisitos: ① El medio a medir es costoso, por lo que se exige una alta precisión en la medición; generalmente, se espera que esta sea de ±0.5% FS. ②Todos los productos petrolíferos refinados, con excepción del petróleo pesado y el alquitrán, son relativamente limpios. Al aplicar el aceite, la velocidad del flujo del mismo en las tuberías es alta y estable, por lo que es fácil lograr una alta precisión en la dosificación. ③Los datos de medición se utilizan en los acuerdos comerciales; por lo tanto, es necesario que los resultados de las mediciones sean fáciles de ver para ambas partes involucradas, a fin de garantizar la equidad y la transparencia. Algunos medidores, como los de las gasolineras, además de mostrar la cantidad total de combustible suministrado, también deben indicar el precio unitario y el precio total. ④La mayoría de los medidores de flujo se utilizan en combinación con equipos de control por lotes, lo que permite un control automático del volumen de combustible suministrado, de acuerdo con las cantidades preestablecidas. Los nuevos surtidores también cuentan con dispositivos para leer tarjetas, escáneres e impresoras, a fin de determinar la cantidad restante en las tarjetas IC adquiridas por el usuario. Cuando esa cantidad está a punto de agotarse, se notifica al sistema de control, quien a su vez cierra la válvula. Se imprime automáticamente un informe de repostaje una vez completado. 5. Características de la medición del caudal en el sector del abastecimiento de agua. Hay miles de plantas de tratamiento de agua distribuidas en ciudades grandes, pequeñas y medianas, así como en pueblos y aldeas. La utilización de contadores de agua supera a la de cualquier otro tipo de medidor de caudal. Las plantas de tratamiento de agua extraen el agua bruta de ríos, lagos o embalses, y deben pagar una tarifa según los resultados de la medición de dicha agua bruta. El producto final de la planta de agua es el agua potable, y para su gestión y distribución se necesitan numerosos medidores de caudal de gran diámetro en la red. Estos objetos de medición presentan las siguientes características: ① Los datos de medición se utilizan para los cálculos comerciales, por lo que se exige una alta precisión en las mediciones. Según las normas GB/T1716, la precisión debe ser de ±2.5%FS (ver tabla). Para los medidores de gran diámetro, algunos usuarios exigen una precisión de hasta ±0.5% FS. ②Los medidores de caudal instalados en las tuberías principales de agua cruda y agua potable tienen un gran diámetro; para reducir los costos de bombeo, se exige que presenten una baja resistencia. ③Se requiere un alto rango de medición. Los usuarios domésticos utilizan el agua de forma intermitente; incluso en las grandes empresas e instituciones, el consumo de agua varía mucho a lo largo del día y de la noche, entre diferentes estaciones del año, y en las distintas fases de producción, operación, gestión o prestación de servicios. ④Dadas las condiciones ambientales adversas, las tuberías de gran diámetro suelen enterrarse en el suelo. Por lo tanto, la mayoría de los medidores de caudal se instalan en pozos de instrumentación. Cualquier descuido puede causar que la lluvia inunde estos dispositivos; por eso, los medidores de caudal deben tener un grado de protección IP68. ⑤La calidad del agua bruta es deficiente y la presión no es alta. Bajo condiciones de flujo a baja velocidad en tuberías de gran diámetro, es fácil que se acumule lodo en las paredes de las mismas. Por lo tanto, al diseñar los instrumentos correspondientes, se debe tener en cuenta el impacto del lodo. Asimismo, en el diseño e instalación de las obras, también es necesario considerar la posibilidad de limpiar dicho lodo. Las opiniones actuales sobre la selección de instrumentos son coherentes: para los cálculos comerciales, se prefieren los medidores de caudal de gran diámetro de tipo electromagnético, ya que satisfacen por completo todos los requisitos mencionados; en cambio, para la medición del caudal de agua de pequeño diámetro, se utilizan medidores de tipo rotor. http://yunrun.com.cn/upload/201610/06/201610061747504533.jpg 6. Características de la medición del caudal de gas natural y requisitos para los instrumentos utilizados. El gas natural, como fuente de energía primaria, ocupa una proporción cada vez mayor en la estructura mundial de las fuentes de energía primaria. En los países desarrollados, este porcentaje generalmente ya alcanza el 30%-40%. Por lo tanto, la cantidad de dinero involucrada en la medición y transferencia del gas natural es enorme, lo que genera una gran atención a nivel internacional. Con el fin de garantizar una medición comercial justa y razonable en las empresas dedicadas a la producción y utilización de gas natural, y de proteger los derechos legítimos de ambas partes en las transacciones comerciales, Europa fue la primera en establecer la norma EN1776:1998, que establece los requisitos básicos para los sistemas de medición de gas natural. Nuestro país también ha establecido, sobre la base de esta norma, la correspondiente norma GB/T18603-2001 «Requisitos técnicos para los sistemas de medición de gas natural». El sistema de medición de gas natural presenta las siguientes características principales y requisitos básicos: ① Requisitos de protección contra explosiones. Dado que los fluidos son inflamables y explosivos, las zonas potencialmente peligrosas deben clasificarse de acuerdo con la norma GB 3836.1. En dichas zonas, la selección e instalación de cualquier instrumento o equipo eléctrico debe cumplir con las especificaciones establecidas en la norma GB3836. ②Requisito de suministro ininterrumpido de gas: Para garantizar un suministro continuo de gas, no se debe interrumpir su suministro debido a la reparación de los instrumentos de medición. Es conveniente contar con circuitos de derivación en las estaciones y en los circuitos de medición. Para los usuarios importantes que consumen grandes cantidades de gas, se recomienda utilizar dos circuitos de medición en paralelo. Para las válvulas de derivación y las válvulas situadas aguas arriba (o aguas abajo) en los circuitos de doble medición en paralelo, se deben elegir válvulas de cierre de buen rendimiento, duraderas y equipadas con dispositivos para detectar fugas, a fin de evitar pérdidas no relacionadas con la medición. ③Diversidad de condiciones operativas: El gas natural requiere medición en todas las etapas, desde su extracción y procesamiento hasta su transporte y distribución. En la fase de extracción, el fluido está contaminado; el gas contiene líquidos e incluso puede estar mezclado con sustancias de la misma fase. Las diferencias de presión entre los pozos de gas son demasiado grandes. La presión del fluido también es alta en la etapa de transporte, pero al llegar al usuario final, la presión puede disminuir mucho. Por lo tanto, al medir el caudal en las diferentes etapas, es necesario conocer bien las condiciones del fluido y las circunstancias específicas; no se puede generalizar. ④Diferentes requisitos de precisión. La medición del gas natural forma parte de la medición de energías a gran escala; cuanto mayor sea el caudal, mayor será el monto a liquidar. El precio de los instrumentos de medición depende de su precisión: cuanto mayor sea esta, mayor será también su precio. Los sistemas de medición con valores relativamente bajos, por lo general, no pueden permitirse el uso de instrumentos de alta precisión que son mucho más caros. Por lo tanto, es necesario reducir los requisitos, pero aún así deben cumplirse las normas establecidas. La Tabla 1 muestra las directrices para el equipamiento de instrumentos en los sistemas de facturación del gas natural según diferentes categorías ； La Tabla 2 muestra los requisitos de precisión para los instrumentos asociados a los diferentes niveles de los sistemas de medición. Tabla 1: Guía para la selección de instrumentos en los sistemas de medición de gas natural según diferentes niveles de precisión.
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Tabla 2: Requisitos de precisión para los instrumentos utilizados en los sistemas de medición según diferentes niveles.
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⑤ Diferentes tipos de salida y unidades de medida en los sistemas de medición.
Un sistema de medición está compuesto por medidores de flujo de gas natural, transmisores que miden diferentes parámetros, así como dispositivos para calcular el flujo y convertir los valores de dichos parámetros. Dependiendo de la composición del sistema y de las necesidades, el caudal de salida puede ser el caudal volumétrico estándar, el caudal de masa y el caudal de energía. El caudal volumétrico en condiciones estándar se expresa en Nm3/s ； El caudal volumétrico en estado de funcionamiento se expresa en m3/s ； El caudal de masa se expresa en kg/s ； El flujo de energía se expresa en MJ/s. ⑥Los cambios en la composición del gas natural provocan variaciones en la densidad en condiciones estándar y en el factor de compresión; todo esto afecta la precisión de la medición del caudal. Por lo tanto, en los sistemas de medición donde se manejan grandes cantidades de gas, es necesario tomar muestras periódicamente, según la estabilidad de su composición, para realizar un análisis completo de todos sus componentes. ⑦Variación del factor de sobrecompresión. El factor de sobrecompresión Fz del gas natural es un coeficiente de corrección que se introduce debido a que las propiedades del gas natural se desvían de las leyes del gas ideal. El factor de supercompresión no solo depende de la temperatura y la presión del fluido, sino que también varía según la composición del gas natural. Por lo tanto, su valor debe calcularse en tiempo real. ⑧Calibración en flujo real. Las características principales de los medidores de flujo para tuberías de gas natural son: alta presión (más de 2 MPa), gran diámetro (más de DN150) y alta precisión (más del nivel 0.5). La longitud total de la línea principal de transporte de gas en nuestro país, desde Tarim hasta Shanghái, es de más de 4000 kilómetros. La presión en esta línea es de 10 MPa, y el diámetro de los tubos es DN1000. Estas características exigen que los medidores de flujo utilizados en esta línea tengan una alta precisión, un sistema de medición estable y fiable, además de contar con dispositivos de calibración adecuados. La calibración es el proceso mediante el cual se utilizan métodos que pueden rastrearse hasta valores de referencia, así como instrumentos o dispositivos de calibración con la precisión adecuada, para examinar y probar los sistemas de medición y los instrumentos y equipos que los componen. El objetivo es ajustar las prestaciones de medición del sistema a su estado óptimo de funcionamiento. La calibración con flujo real debe realizarse en condiciones similares a las de operación real. Sin embargo, si se tiene en cuenta la incertidumbre que generan las diferencias en las condiciones, también es posible realizar la calibración en condiciones diferentes. En las estaciones de medición donde los valores medidos son elevados, se debe instalar en serie en la tubería de medición un caudalímetro adicional para calibración, a fin de realizar calibraciones periódicas con flujo real. 7. Características de la medición del caudal en los edificios. Desde la apertura y reforma de nuestro país, los rascacielos urbanos han surgido como hongos después de la lluvia. En estos edificios también se necesitan muchos instrumentos para medir el caudal. Según su uso, se pueden dividir en dos categorías: los primeros son los medidores de flujo utilizados en los sistemas de automatización de edificios (BA), y los segundos son los instrumentos de medición para el cálculo de los costos energéticos. ①Medición del caudal en los sistemas de automatización de edificios. En estos sistemas, se mide el caudal de los fluidos que entran y salen, así como el de los equipos o dispositivos importantes. Los resultados de estas mediciones se utilizan para monitorear el estado de funcionamiento de los equipos, controlarlos y gestionarlos. Los resultados de las mediciones generalmente no se utilizan en los acuerdos comerciales, por lo que no se exige una alta precisión en ellas. Los instrumentos suelen ser seleccionados por las empresas especializadas en automatización de edificios, teniendo en cuenta principalmente la facilidad de instalación, el precio y el hecho de que una falla en los instrumentos no afecte al funcionamiento del sistema. ②La medición del caudal con fines de medición energética: El agua potable, el gas y el combustible en los edificios deben suministrarse desde el exterior. El agua fría y caliente utilizada en los sistemas de aire acondicionado, así como el agua de enfriamiento, también deben ser suministrados a los usuarios. A veces, el vapor generado se suministra también a otras unidades. Por lo tanto, es necesario medir estos fluidos. La precisión de la medición debe cumplir con los requisitos para los cálculos comerciales. Los instrumentos utilizados para calcular las tarifas deben someterse a inspecciones obligatorias según lo establecido en la normativa. Los fluidos como el agua fría y el agua caliente se suministran a los usuarios. En realidad, los usuarios no consumen realmente esa agua fría o caliente; simplemente extraen la energía fría del agua fría y la energía calorífica del agua caliente. Por lo tanto, los parámetros que deben medirse son, en realidad, la energía fría y la energía calorífica. Los instrumentos correspondientes para medirlos son el medidor de energía fría y el medidor de energía calorífica. Además, para medir el agua corriente, el gas y el vapor se necesitan contadores de agua, contadores de gas y medidores de caudal de vapor. Dado que la temperatura del agua de refrigeración utilizada en los sistemas de aire acondicionado no es muy baja, generalmente se trata de agua dulce con una temperatura de 5°C a 6°C, el agua caliente utilizada en los sistemas de aire acondicionado se emplea principalmente para calefacción, bañarse y realizar otras tareas similares. Por lo tanto, su temperatura tampoco es alta; suele estar por debajo de los 90°C. Dadas estas condiciones de uso y de las propiedades del fluido, la elección adecuada es el caudalímetro electromagnético. 8. Requisitos de rendimiento para los instrumentos de medición de energía en las empresas. La norma GB/T17167 establece los requisitos de rendimiento para dichos instrumentos. Los requisitos de precisión para los caudalímetros, según su uso, se indican en la tabla 3. Tabla 3: Requisitos de rendimiento para los instrumentos de medición de energía en las empresas.
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Nota: En el caso de los manómetros relacionados con el cálculo de la masa de gases y vapor, su precisión no debe ser inferior al 1,0%. Cuando los instrumentos de medición están compuestos por sensores (transmisores) y dispositivos o sistemas de medición secundarios, la precisión indicada en la Tabla 3 debe corresponder a la precisión del dispositivo o sistema en cuestión. Si no se indica explícitamente la precisión del dispositivo o sistema, se puede utilizar la precisión de los sensores y de los dispositivos de medición secundarios, aplicando un método de combinación de errores. Dirección del artículo original: yunrun.com.cn/tech/1085.html Cuando la energía se utiliza como materia prima en la producción, la precisión de los instrumentos de medición debe cumplir con los requisitos de los procesos de producción correspondientes. El rendimiento de los instrumentos de medición de energía debe cumplir con las características específicas del proceso de producción y los requisitos del entorno en el que se utilizan, como resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas, resistencia a las vibraciones, protección contra el polvo y resistencia a las interferencias electromagnéticas.
1. Características de la medición del flujo en la industria siderúrgica
La industria siderúrgica es un sector que consume grandes cantidades de energía. Se quema una gran cantidad de combustible en diversos hornos, y también se necesita aire para facilitar la combustión. En algunos casos, se utiliza combustión con oxígeno adicional, por lo que es necesario introducir oxígeno en los hornos. Algunos hornos generan grandes cantidades de gas residual al quemarse. Después de ser lavado y desempolvado, este gas se envía a otros hornos como combustible. Por lo tanto, el caudal de los gases de combustión, el caudal del gas natural y el caudal de los gases de escape representan una proporción muy grande. Estos fluidos objeto de medición presentan baja presión, baja velocidad de flujo, baja densidad y diámetros grandes, lo que dificulta su medición precisa. Especialmente en el caso del gas, suele tener un alto contenido de agua y polvo; además, algunos contienen alquitrán. En algunas tuberías de gas también hay agua que no se puede eliminar por completo. Todo esto exige que los instrumentos de medición tengan la capacidad de adaptarse, sin que la formación de condensados afecte las mediciones, ni que el polvo cause fallos en los mismos. En la industria siderúrgica, se suelen utilizar medidores de caudal de tipo diferencia de presión con placa orificial (placa orificial + transmisor de diferencia de presión) y medidores de caudal de tipo cono en V con diferencia de presión (cono en V + transmisor de diferencia de presión) para medir el caudal de gas. Los objetos de medición del caudal de agua producidos en fábrica también tienen sus características propias. Los resultados de la medición se utilizan principalmente para el monitoreo y control del proceso; no se exige una alta precisión, pero sí se requiere estabilidad y fiabilidad. A veces, cuando el diámetro es grande, se suelen utilizar medidores de caudal de tipo diferencial con tubo de velocidad constante y medidores de caudal ultrasónicos de tipo insertable. 2. Características de la medición de caudal en la industria eléctrica. Al hablar de la industria eléctrica, lo que se viene a la mente son las grandes calderas de las centrales térmicas y el vapor a altas temperaturas y presiones. También se piensa en las redes de tuberías de gran diámetro que transportan el vapor a los diferentes usuarios. Por lo tanto, en las industrias de generación de energía térmica y eléctrica, hay una gran cantidad de puntos donde se mide el flujo de vapor. Según su uso y características, se pueden dividir aproximadamente en mediciones de caudal relacionadas con la generación de energía y mediciones de caudal en redes de calefacción. ①Medición del caudal de vapor sobrecalentado relacionado con la generación de energía. La característica de este tipo de mediciones es que el fluido se encuentra a altas temperaturas y presiones; incluso en las unidades de pequeña capacidad, de unos pocos megavatios, la temperatura del vapor puede superar los 420 °C. Aunque se lanzan constantemente nuevos medidores de caudal, la mayoría de los medidores basados en principios físicos no pueden soportar condiciones de trabajo tan severas. Actualmente, para la medición del caudal de vapor sobrecalentado en las centrales eléctricas, se suelen utilizar medidores de caudal por diferencia de presión de tipo restrictor (combinación de placa de orificio + transmisor de diferencia de presión o boquilla + transmisor de diferencia de presión). Dado que el rango de variación del caudal de estos objetos de medición no es grande, y con frecuencia operan a plena carga, la desventaja de que los medidores de caudal por diferencia de presión tengan un rango limitado no tiene efectos prácticos. ②Medición del caudal de vapor saturado en la red de calefacción. En las redes de calefacción de las centrales térmicas, dado que tanto la temperatura como la presión del fluido **disminuyen**, hay más opciones disponibles para elegir los instrumentos adecuados. Siguiendo la tradición en la selección de instrumentos en estas plantas, en la mayoría de los casos se utilizan medidores de caudal por diferencia de presión de tipo restrictor (placa de orificio + transmisor de diferencia de presión) para medir el caudal de vapor saturado. En algunos casos, se emplean medidores de tipo corriente de vórtices para esta misma finalidad. http://yunrun.com.cn/upload/201610/06/201610061746135002.jpg 3. Características de la medición de caudal en la industria petrolera y química. La industria petrolera y química representa un mercado importante para los instrumentos de medición de caudal; existe una gran demanda de ellos. La mayoría de los tipos de medidores de caudal pueden encontrarse en esta industria, donde pueden aprovechar al máximo sus ventajas. En las industrias petroquímica y química, debido a la diversidad de los medios a medir, los rangos de medición son extremadamente amplios. Se van desde flujos muy pequeños, como los que se utilizan en aditivos y dispositivos de prueba, hasta flujos grandes, como los de los gases utilizados como materias primas. Los fluidos pueden ser desde el vapor de agua, el aire y el gas natural, hasta diversos productos químicos terminados y semiterminados, además de sustancias como el alquitrán, el amoníaco líquido y los hidrocarburos líquidos, que representan desafíos adicionales para la medición. La industria petroquímica cuenta con una sólida capacidad financiera y constituye un mercado importante para productos de alta gama, de calidad superior y precios elevados. Además de las características básicas mencionadas anteriormente, existen dos características distintivas más: ① La mayoría de las empresas petroquímicas y químicas tienen requisitos de protección contra explosiones. Incluso si el fluido a medir no es un material inflamable o explosivo, toda la zona en la que se encuentra dicha empresa se considera un lugar propenso a explosiones. Por lo tanto, al elegir los instrumentos adecuados, es necesario cumplir con las normas de protección contra explosiones. ②Es corrosivo: muchos de los fluidos que se miden son corrosivos. Al elegir los instrumentos, es necesario tener en cuenta el problema de corrosión en las partes que entran en contacto con estos medios corrosivos. Además del medio a ser medido, existe también la corrosión causada por la atmósfera. La lluvia que cae en las instalaciones de fábricas de cloro-álcalis, fertilizantes nitrogenados y ácido sulfúrico puede causar cierto daño en las partes expuestas de los instrumentos. Por lo tanto, es necesario proteger los instrumentos que se encuentran en el exterior, para evitar que se dañen prematuramente. 4. Características y requisitos de la medición de caudal en la industria de almacenamiento y transporte de petróleo. La industria de almacenamiento y transporte de petróleo también es un importante usuario de instrumentos de medición de caudal. Cada año, se transportan miles de millones de toneladas de productos petrolíferos refinados desde los almacenes, pasando por procesos de medición, hasta llegar a las estaciones de servicio o a otros almacenes. De allí, nuevamente se realizan mediciones para enviarlos al usuario final. Existen decenas de miles de estaciones de servicio en todas partes. Cada estación de servicio cuenta con una cantidad variable de bombas de combustible. Los productos petrolíferos refinados incluyen principalmente gasolina, diésel, queroseno, lubricantes y gasolina para aviones. Dado que los tanques de los camiones cisterna, buques cisterna o vehículos destinados a recibir el combustible se encuentran en equipos móviles, el combustible, una vez medido por un caudalímetro, es enviado al receptor a través de tuberías flexibles como mangueras o tubos flexibles. Dado que los productos petrolíferos son sustancias inflamables y explosivas, la seguridad es la principal preocupación de las personas. Dado que el aceite que fluye a alta velocidad genera electricidad estática debido a la fricción con las piezas de la tubería y su interior, en el diseño de las tuberías deben incluirse medidas de puesta a tierra para canalizar las cargas eléctricas generadas hacia la tierra. El sistema de puesta a tierra electrostática también debe estar interconectado con el sistema de control de suministro de combustible; de esta manera, en caso de que la puesta a tierra electrostática falle, el suministro de combustible se detendrá de inmediato. Además, la medición del flujo en la industria de almacenamiento y transporte de petróleo presenta las siguientes características y requisitos: ① El medio a medir es costoso, por lo que se exige una alta precisión en la medición; generalmente, se espera que esta sea de ±0.5% FS. ②Todos los productos petrolíferos refinados, con excepción del petróleo pesado y el alquitrán, son relativamente limpios. Al aplicar el aceite, la velocidad del flujo del mismo en las tuberías es alta y estable, por lo que es fácil lograr una alta precisión en la dosificación. ③Los datos de medición se utilizan en los acuerdos comerciales; por lo tanto, es necesario que los resultados de las mediciones sean fáciles de ver para ambas partes involucradas, a fin de garantizar la equidad y la transparencia. Algunos medidores, como los de las gasolineras, además de mostrar la cantidad total de combustible suministrado, también deben indicar el precio unitario y el precio total. ④La mayoría de los medidores de flujo se utilizan en combinación con equipos de control por lotes, lo que permite un control automático del volumen de combustible suministrado, de acuerdo con las cantidades preestablecidas. Los nuevos surtidores también cuentan con dispositivos para leer tarjetas, escáneres e impresoras, a fin de determinar la cantidad restante en las tarjetas IC adquiridas por el usuario. Cuando esa cantidad está a punto de agotarse, se notifica al sistema de control, quien a su vez cierra la válvula. Se imprime automáticamente un informe de repostaje una vez completado. 5. Características de la medición del caudal en el sector del abastecimiento de agua. Hay miles de plantas de tratamiento de agua distribuidas en ciudades grandes, pequeñas y medianas, así como en pueblos y aldeas. La utilización de contadores de agua supera a la de cualquier otro tipo de medidor de caudal. Las plantas de tratamiento de agua extraen el agua bruta de ríos, lagos o embalses, y deben pagar una tarifa según los resultados de la medición de dicha agua bruta. El producto final de la planta de agua es el agua potable, y para su gestión y distribución se necesitan numerosos medidores de caudal de gran diámetro en la red. Estos objetos de medición presentan las siguientes características: ① Los datos de medición se utilizan para los cálculos comerciales, por lo que se exige una alta precisión en las mediciones. Según las normas GB/T1716, la precisión debe ser de ±2.5%FS (ver tabla). Para los medidores de gran diámetro, algunos usuarios exigen una precisión de hasta ±0.5% FS. ②Los medidores de caudal instalados en las tuberías principales de agua cruda y agua potable tienen un gran diámetro; para reducir los costos de bombeo, se exige que presenten una baja resistencia. ③Se requiere un alto rango de medición. Los usuarios domésticos utilizan el agua de forma intermitente; incluso en las grandes empresas e instituciones, el consumo de agua varía mucho a lo largo del día y de la noche, entre diferentes estaciones del año, y en las distintas fases de producción, operación, gestión o prestación de servicios. ④Dadas las condiciones ambientales adversas, las tuberías de gran diámetro suelen enterrarse en el suelo. Por lo tanto, la mayoría de los medidores de caudal se instalan en pozos de instrumentación. Cualquier descuido puede causar que la lluvia inunde estos dispositivos; por eso, los medidores de caudal deben tener un grado de protección IP68. ⑤La calidad del agua bruta es deficiente y la presión no es alta. Bajo condiciones de flujo a baja velocidad en tuberías de gran diámetro, es fácil que se acumule lodo en las paredes de las mismas. Por lo tanto, al diseñar los instrumentos correspondientes, se debe tener en cuenta el impacto del lodo. Asimismo, en el diseño e instalación de las obras, también es necesario considerar la posibilidad de limpiar dicho lodo. Las opiniones actuales sobre la selección de instrumentos son coherentes: para los cálculos comerciales, se prefieren los medidores de caudal de gran diámetro de tipo electromagnético, ya que satisfacen por completo todos los requisitos mencionados; en cambio, para la medición del caudal de agua de pequeño diámetro, se utilizan medidores de tipo rotor. http://yunrun.com.cn/upload/201610/06/201610061747504533.jpg 6. Características de la medición del caudal de gas natural y requisitos para los instrumentos utilizados. El gas natural, como fuente de energía primaria, ocupa una proporción cada vez mayor en la estructura mundial de las fuentes de energía primaria. En los países desarrollados, este porcentaje generalmente ya alcanza el 30%-40%. Por lo tanto, la cantidad de dinero involucrada en la medición y transferencia del gas natural es enorme, lo que genera una gran atención a nivel internacional. Con el fin de garantizar una medición comercial justa y razonable en las empresas dedicadas a la producción y utilización de gas natural, y de proteger los derechos legítimos de ambas partes en las transacciones comerciales, Europa fue la primera en establecer la norma EN1776:1998, que establece los requisitos básicos para los sistemas de medición de gas natural. Nuestro país también ha establecido, sobre la base de esta norma, la correspondiente norma GB/T18603-2001 «Requisitos técnicos para los sistemas de medición de gas natural». El sistema de medición de gas natural presenta las siguientes características principales y requisitos básicos: ① Requisitos de protección contra explosiones. Dado que los fluidos son inflamables y explosivos, las zonas potencialmente peligrosas deben clasificarse de acuerdo con la norma GB 3836.1. En dichas zonas, la selección e instalación de cualquier instrumento o equipo eléctrico debe cumplir con las especificaciones establecidas en la norma GB3836. ②Requisito de suministro ininterrumpido de gas: Para garantizar un suministro continuo de gas, no se debe interrumpir su suministro debido a la reparación de los instrumentos de medición. Es conveniente contar con circuitos de derivación en las estaciones y en los circuitos de medición. Para los usuarios importantes que consumen grandes cantidades de gas, se recomienda utilizar dos circuitos de medición en paralelo. Para las válvulas de derivación y las válvulas situadas aguas arriba (o aguas abajo) en los circuitos de doble medición en paralelo, se deben elegir válvulas de cierre de buen rendimiento, duraderas y equipadas con dispositivos para detectar fugas, a fin de evitar pérdidas no relacionadas con la medición. ③Diversidad de condiciones operativas: El gas natural requiere medición en todas las etapas, desde su extracción y procesamiento hasta su transporte y distribución. En la fase de extracción, el fluido está contaminado; el gas contiene líquidos e incluso puede estar mezclado con sustancias de la misma fase. Las diferencias de presión entre los pozos de gas son demasiado grandes. La presión del fluido también es alta en la etapa de transporte, pero al llegar al usuario final, la presión puede disminuir mucho. Por lo tanto, al medir el caudal en las diferentes etapas, es necesario conocer bien las condiciones del fluido y las circunstancias específicas; no se puede generalizar. ④Diferentes requisitos de precisión. La medición del gas natural forma parte de la medición de energías a gran escala; cuanto mayor sea el caudal, mayor será el monto a liquidar. El precio de los instrumentos de medición depende de su precisión: cuanto mayor sea esta, mayor será también su precio. Los sistemas de medición con valores relativamente bajos, por lo general, no pueden permitirse el uso de instrumentos de alta precisión que son mucho más caros. Por lo tanto, es necesario reducir los requisitos, pero aún así deben cumplirse las normas establecidas. La Tabla 1 muestra las directrices para el equipamiento de instrumentos en los sistemas de facturación del gas natural según diferentes categorías ； La Tabla 2 muestra los requisitos de precisión para los instrumentos asociados a los diferentes niveles de los sistemas de medición. Tabla 1: Guía para la selección de instrumentos en los sistemas de medición de gas natural según diferentes niveles de precisión.
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Tabla 2: Requisitos de precisión para los instrumentos utilizados en los sistemas de medición según diferentes niveles.
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⑤ Diferentes tipos de salida y unidades de medida en los sistemas de medición.
Un sistema de medición está compuesto por medidores de flujo de gas natural, transmisores que miden diferentes parámetros, así como dispositivos para calcular el flujo y convertir los valores de dichos parámetros. Dependiendo de la composición del sistema y de las necesidades, el caudal de salida puede ser el caudal volumétrico estándar, el caudal de masa y el caudal de energía. El caudal volumétrico en condiciones estándar se expresa en Nm3/s ； El caudal volumétrico en estado de funcionamiento se expresa en m3/s ； El caudal de masa se expresa en kg/s ； El flujo de energía se expresa en MJ/s. ⑥Los cambios en la composición del gas natural provocan variaciones en la densidad en condiciones estándar y en el factor de compresión; todo esto afecta la precisión de la medición del caudal. Por lo tanto, en los sistemas de medición donde se manejan grandes cantidades de gas, es necesario tomar muestras periódicamente, según la estabilidad de su composición, para realizar un análisis completo de todos sus componentes. ⑦Variación del factor de sobrecompresión. El factor de sobrecompresión Fz del gas natural es un coeficiente de corrección que se introduce debido a que las propiedades del gas natural se desvían de las leyes del gas ideal. El factor de supercompresión no solo depende de la temperatura y la presión del fluido, sino que también varía según la composición del gas natural. Por lo tanto, su valor debe calcularse en tiempo real. ⑧Calibración en flujo real. Las características principales de los medidores de flujo para tuberías de gas natural son: alta presión (más de 2 MPa), gran diámetro (más de DN150) y alta precisión (más del nivel 0.5). La longitud total de la línea principal de transporte de gas en nuestro país, desde Tarim hasta Shanghái, es de más de 4000 kilómetros. La presión en esta línea es de 10 MPa, y el diámetro de los tubos es DN1000. Estas características exigen que los medidores de flujo utilizados en esta línea tengan una alta precisión, un sistema de medición estable y fiable, además de contar con dispositivos de calibración adecuados. La calibración es el proceso mediante el cual se utilizan métodos que pueden rastrearse hasta valores de referencia, así como instrumentos o dispositivos de calibración con la precisión adecuada, para examinar y probar los sistemas de medición y los instrumentos y equipos que los componen. El objetivo es ajustar las prestaciones de medición del sistema a su estado óptimo de funcionamiento. La calibración con flujo real debe realizarse en condiciones similares a las de operación real. Sin embargo, si se tiene en cuenta la incertidumbre que generan las diferencias en las condiciones, también es posible realizar la calibración en condiciones diferentes. En las estaciones de medición donde los valores medidos son elevados, se debe instalar en serie en la tubería de medición un caudalímetro adicional para calibración, a fin de realizar calibraciones periódicas con flujo real. 7. Características de la medición del caudal en los edificios. Desde la apertura y reforma de nuestro país, los rascacielos urbanos han surgido como hongos después de la lluvia. En estos edificios también se necesitan muchos instrumentos para medir el caudal. Según su uso, se pueden dividir en dos categorías: los primeros son los medidores de flujo utilizados en los sistemas de automatización de edificios (BA), y los segundos son los instrumentos de medición para el cálculo de los costos energéticos. ①Medición del caudal en los sistemas de automatización de edificios. En estos sistemas, se mide el caudal de los fluidos que entran y salen, así como el de los equipos o dispositivos importantes. Los resultados de estas mediciones se utilizan para monitorear el estado de funcionamiento de los equipos, controlarlos y gestionarlos. Los resultados de las mediciones generalmente no se utilizan en los acuerdos comerciales, por lo que no se exige una alta precisión en ellas. Los instrumentos suelen ser seleccionados por las empresas especializadas en automatización de edificios, teniendo en cuenta principalmente la facilidad de instalación, el precio y el hecho de que una falla en los instrumentos no afecte al funcionamiento del sistema. ②La medición del caudal con fines de medición energética: El agua potable, el gas y el combustible en los edificios deben suministrarse desde el exterior. El agua fría y caliente utilizada en los sistemas de aire acondicionado, así como el agua de enfriamiento, también deben ser suministrados a los usuarios. A veces, el vapor generado se suministra también a otras unidades. Por lo tanto, es necesario medir estos fluidos. La precisión de la medición debe cumplir con los requisitos para los cálculos comerciales. Los instrumentos utilizados para calcular las tarifas deben someterse a inspecciones obligatorias según lo establecido en la normativa. Los fluidos como el agua fría y el agua caliente se suministran a los usuarios. En realidad, los usuarios no consumen realmente esa agua fría o caliente; simplemente extraen la energía fría del agua fría y la energía calorífica del agua caliente. Por lo tanto, los parámetros que deben medirse son, en realidad, la energía fría y la energía calorífica. Los instrumentos correspondientes para medirlos son el medidor de energía fría y el medidor de energía calorífica. Además, para medir el agua corriente, el gas y el vapor se necesitan contadores de agua, contadores de gas y medidores de caudal de vapor. Dado que la temperatura del agua de refrigeración utilizada en los sistemas de aire acondicionado no es muy baja, generalmente se trata de agua dulce con una temperatura de 5°C a 6°C, el agua caliente utilizada en los sistemas de aire acondicionado se emplea principalmente para calefacción, bañarse y realizar otras tareas similares. Por lo tanto, su temperatura tampoco es alta; suele estar por debajo de los 90°C. Dadas estas condiciones de uso y de las propiedades del fluido, la elección adecuada es el caudalímetro electromagnético. 8. Requisitos de rendimiento para los instrumentos de medición de energía en las empresas. La norma GB/T17167 establece los requisitos de rendimiento para dichos instrumentos. Los requisitos de precisión para los caudalímetros, según su uso, se indican en la tabla 3. Tabla 3: Requisitos de rendimiento para los instrumentos de medición de energía en las empresas.
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Nota: En el caso de los manómetros relacionados con el cálculo de la masa de gases y vapor, su precisión no debe ser inferior al 1,0%. Cuando los instrumentos de medición están compuestos por sensores (transmisores) y dispositivos o sistemas de medición secundarios, la precisión indicada en la Tabla 3 debe corresponder a la precisión del dispositivo o sistema en cuestión. Si no se indica explícitamente la precisión del dispositivo o sistema, se puede utilizar la precisión de los sensores y de los dispositivos de medición secundarios, aplicando un método de combinación de errores. Dirección del artículo original: yunrun.com.cn/tech/1085.html Cuando la energía se utiliza como materia prima en la producción, la precisión de los instrumentos de medición debe cumplir con los requisitos de los procesos de producción correspondientes. El rendimiento de los instrumentos de medición de energía debe cumplir con las características específicas del proceso de producción y los requisitos del entorno en el que se utilizan, como resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas, resistencia a las vibraciones, protección contra el polvo y resistencia a las interferencias electromagnéticas.
Otro artículo: “Selección de transmisores de presión/transmisores de diferencia de presión teniendo en cuenta las aplicaciones reales”. La selección de transmisores de presión/transmisores de diferencia de presión es importante, ya que determina si estos podrán funcionar de manera estable y cuál será su vida útil. Por lo tanto, la selección de estos dispositivos debe realizarse teniendo en cuenta las necesidades específicas de la aplicación en cuestión. En este artículo se presenta una descripción detallada de la clasificación de los transmisores, los criterios para su selección y sus aplicaciones. En los instrumentos de control de procesos industriales, los transmisores son los más utilizados y comunes. En general, los transmisores se dividen en transmisores de presión y transmisores de diferencia de presión. Los transmisores de presión se utilizan comúnmente para medir la presión, la diferencia de presión, el vacío, el nivel del líquido, el caudal y la densidad, entre otros. Los transmisores de presión se dividen en de dos cables y de cuatro cables; los transmisores de dos cables son los más comunes ； Existen transmisores inteligentes y no inteligentes; cada vez hay más transmisores inteligentes ； Existen versiones neumáticas y eléctricas; los transmisores eléctricos son los más comunes ； Además, según el lugar de aplicación, existen versiones intrínsecamente seguras y a prueba de explosiones ； Las principales categorías de transmisores, según las condiciones de uso, son las siguientes: 1. Transmisores de baja (muy baja) presión/baja diferencia de presión ； Transmisor de presión yunrun.com.cn/product/788.html 2. Transmisores de presión media/diferencia de presión media ； 3. Transmisor de alta presión/diferencia de presión ； 4. Transmisor de diferencia de presión absoluta/vácuo/presión negativa ； 5. Transmisores de temperatura/presión y de diferencia de presión ； 6. Transmisores resistentes a la corrosión, de presión y de diferencia de presión ； 7. Transmisores de presión/fuerza de cristalización, de diferencia de presión. La selección de un transmisor de presión se realiza generalmente teniendo en cuenta las condiciones de instalación, las condiciones ambientales, el rendimiento del instrumento, la economía y el medio en el que se utilizará. En la práctica, se divide en mediciones directas e indirectas ； Sus aplicaciones incluyen la medición de procesos, el control de procesos y la interconexión de dispositivos. Los transmisores más comunes son los transmisores de presión convencionales, los transmisores de diferencia de presión, los transmisores con una brida, los transmisores con dos bridas y los transmisores con brida insertable, entre otros. Los transmisores de presión y los transmisores de diferencia de presión, en términos puramente nominales, miden la presión y la diferencia entre dos presiones. Pero los parámetros que miden de forma indirecta son muchos. Por ejemplo: el transmisor de presión, además de medir la presión, también puede medir el nivel del líquido dentro del equipo. Al medir el nivel de líquido en un recipiente a presión atmosférica, basta con utilizar un transductor de presión. Al medir el nivel de líquido en un recipiente sometido a presión, generalmente se utiliza un transmisor de diferencia de presión. También se puede utilizar para medir la densidad del medio, siempre y cuando los valores de nivel de líquido y presión dentro del recipiente permanezcan constantes. El rango de medición del transmisor de presión puede ser muy amplio, desde 0 de presión absoluta hasta 100 MPa (en condiciones normales). Además de medir la diferencia de presión entre dos presiones a medir, el transmisor de diferencia de presión también puede utilizarse junto con diversos elementos de restricción para medir el caudal. Puede medir directamente el nivel de líquido en recipientes sometidos a presión, así como el nivel de líquido y las presiones positivas y negativas en recipientes a presión atmosférica. Según la estructura de fabricación, los transmisores de presión y los transmisores de diferencia de presión se dividen en tipo convencional e isolado. El modelo estándar es el siguiente: cuenta con una sola membrana de medición, la cual detecta directamente la presión y la diferencia de presión del medio que se está midiendo ； Tipo aislado: Su caja de medición recibe la presión de un líquido estabilizador (generalmente aceite de silicio), el cual está encerrado entre dos membranas. La membrana que recibe la presión a medir es la membrana exterior ； La membrana del tipo de caja de membranas convencional es una membrana interna; cuando la membrana externa recibe señales de presión, esta transmite dicha presión a la caja de membranas convencional a través del aceite de silicio, permitiendo así medir la presión que experimenta la membrana externa. Los transmisores aislados se utilizan principalmente para medios a medir especiales, es decir, aquellos en los que el medio se cristaliza tan pronto como abandona el dispositivo. Al usar transmisores convencionales, es necesario extraer el medio, lo que suele causar obstrucciones en las tuberías de transmisión y en la cámara de membrana, impidiendo así su funcionamiento adecuado. Por eso, es indispensable utilizar transmisores aislados. Los modelos de tipo aislado suelen montarse con bridas, es decir, se crea una abertura en el equipo a medir y se colocan bridas para que, una vez instalado el transmisor, su membrana sensora forme parte de la pared del equipo. De esta manera, no se extrae el medio a medir, lo que generalmente evita obstrucciones por cristalización. Cuando el medio a medir requiere una temperatura de cristalización elevada, se puede optar por una estructura en la que la membrana sobresale. De esta manera, la membrana sensora puede insertarse dentro del equipo, lo que evita que la temperatura del medio medido disminuya. Así, la medición es fiable; en este caso, se utiliza un transmisor de brida de tipo insertable. Los transmisores de tipo aislado tienen versiones de transmisión a distancia e integradas. En el tipo de transmisión a distancia, la caja de membrana exterior está conectada a la caja de membrana de medición mediante capilares reforzados; por lo general, la longitud de estos capilares es de 3 a 5 metros. De esta manera, la caja de membrana exterior se instala en el equipo, mientras que la caja de membrana interior y el transmisor pueden colocarse en soportes que faciliten su mantenimiento ； Otra forma es que la caja de membrana y el transmisor estén integrados y se instalen directamente en el equipo mediante bridas. En el caso de los transmisores de presión de tipo aislado, también es posible utilizar una conexión por roscas. Es decir, la caja exterior o el elemento elástico puede colocarse delante de las roscas de montaje. Basta con soldar un saliente con roscas internas en el dispositivo que se va a medir, para poder atornillar directamente el transmisor al dispositivo. De esta manera, la instalación resulta muy sencilla. La fabricación de transmisores de presión o de diferencia de presión de tipo aislado es compleja y requiere materiales de alta calidad; por lo tanto, su precio suele ser tres veces mayor que el de los transmisores convencionales. Al elegir un transmisor de presión o de diferencia de presión, la principal consideración son las características del medio a medir; además, se tienen en cuenta los aspectos relacionados con el ahorro de costos y la facilidad de instalación y mantenimiento. En los casos en que el medio a medir tenga alta viscosidad, sea propenso a la cristalización y presente una alta corrosividad, es necesario utilizar transmisores de tipo aislado. Al elegir el material, es necesario tener en cuenta la corrosión que el medio puede causar en el metal de la caja de membranas. Es imprescindible seleccionar bien el material de dicha caja; de lo contrario, la membrana exterior se corroerá en poco tiempo, y también se dañarán las bridas, lo que podría provocar accidentes tanto en el equipo como con las personas. Por eso, la elección del material es de suma importancia. Los materiales de la cámara de membrana del transmisor incluyen acero inoxidable estándar, acero inoxidable 304, acero inoxidable 316L y cámara de membrana de tántalo, entre otros. Al elegir el producto, es necesario tener en cuenta la temperatura del medio a medir. Si la temperatura es alta, generalmente entre 200 y 400 °C, se debe optar por un modelo adecuado para altas temperaturas; de lo contrario, el aceite de silicio se vaporizará y se expandirá, lo que causará errores en las mediciones. Al elegir el equipo, se debe tener en cuenta el nivel de presión de funcionamiento del mismo; el nivel de presión del transmisor debe ser compatible con las condiciones de uso. Desde un punto de vista económico, el material de la caja externa y de las partes insertadas debe ser adecuado, pero las bridas de conexión pueden fabricarse en acero al carbono o recubiertas de cromo, lo que permite ahorrar mucho dinero. Dirección del artículo original: yunrun.com.cn/tech/1359.html Para los transmisores de presión de tipo aislado, lo ideal es utilizar conexiones por roscas, ya que esto permite ahorrar dinero y facilita su instalación. Al elegir transmisores de presión y de diferencia de presión convencionales, también es necesario tener en cuenta el problema de corrosión del medio a medir. Sin embargo, no es necesario considerar la temperatura del medio, ya que en los transmisores convencionales la presión se introduce dentro del dispositivo, por lo que la temperatura de funcionamiento habitual es la temperatura ambiente. No obstante, los transmisores convencionales requieren más mantenimiento que los de tipo aislado. Lo primero es el problema de la conservación del calor: en el norte, durante el invierno, cuando las temperaturas bajan por debajo de cero, los tubos de transmisión de presión se congelan, lo que impide que los transmisores funcionen e incluso puede dañarlos. Por eso, es necesario utilizar sistemas de calefacción adicional y cajas aislantes. Desde un punto de vista económico, al elegir un transmisor de presión, siempre que el medio no sea fácilmente cristalizable, se puede utilizar un transmisor convencional. Incluso en el caso de medios a baja presión y que son fácilmente cristalizables, se puede utilizar un medio de purga para realizar mediciones indirectas (siempre y cuando el proceso lo permita). Al utilizar transmisores convencionales, es necesario que el personal de mantenimiento realice inspecciones periódicas, incluyendo la verificación de posibles fugas en las tuberías de transmisión de presión, así como de si el medio de purga funciona correctamente y si el aislamiento térmico está en buen estado. Si se mantiene todo en orden, el uso masivo de transmisores convencionales permite ahorrar mucho en términos de inversión inicial. En cuanto al rango de medición del transmisor seleccionado, por lo general estos dispositivos cuentan con un rango de ajuste. Es recomendable establecer el rango de uso entre el 1/4 y el 3/4 de su rango total, de esta manera se garantiza la precisión. Esto es especialmente importante para los transmisores de diferencial de presión. En la práctica, en algunas aplicaciones (como la medición del nivel de líquidos) es necesario ajustar el rango de medición del transmisor. Se calcula el rango de medición y la cantidad de ajuste según la ubicación de instalación en el sitio; este ajuste puede ser positivo o negativo. Actualmente, los transmisores inteligentes son bastante comunes. Se caracterizan por su alta precisión, amplio rango de ajuste, facilidad de configuración y buena estabilidad; por lo tanto, deben tenerse en cuenta al elegirlos. Marcas como Yokogawa EJA, Changhui YR-ER100, Beijing Yuandong 1751, Honeywell ST3000 y la serie ARK800 son todas muy fiables en su uso. De acuerdo con las normas de diseño, al elegir el tipo de transmisor para un proyecto de ingeniería, se debe decidir si se utilizará un transmisor neumático o uno eléctrico. Dado que cada uno tiene sus ventajas, es necesario tomar en consideración y analizar las condiciones específicas del dispositivo. Los siguientes puntos pueden servir de referencia al momento de tomar una decisión: 1. Grado de operación centralizada ； 2. ¿Se opera en conjunto con la computadora DCS? ； 3. Se requiere velocidad de respuesta ； 4. Economía ； 5. Fiabilidad y mantenimiento en uso ； 6. Seguridad (antidetonación, apagones, fallos en la fuente de gas, etc.) ； 7. Condiciones ambientales y distancia de transmisión. En general, las siguientes condiciones indican que es adecuado utilizar instrumentos neumáticos: 1. La distancia entre el transmisor de presión y el instrumento de visualización debe ser corta; por lo general, es conveniente que no exceda los 150 metros ； 2. Los materiales utilizados en el proceso son sustancias inflamables y explosivas, además de encontrarse en entornos con alta humedad relativa ； 3. Se requiere una baja inversión en instrumentación ； 4. Las empresas pequeñas y medianas suelen requerir que sean fáciles de reparar y económica y fiables ； 5. En los grandes equipos que utilizan instrumentos eléctricos, existen algunos circuitos de ajuste en el propio lugar donde se encuentra el equipo, y no es necesario introducirlos en la sala de control central para su operación. Las siguientes condiciones indican que es conveniente utilizar instrumentos eléctricos: 1. Cuando la distancia entre el transmisor y la unidad de visualización y ajuste supera los 150 m ； 2. Las grandes empresas requieren un control centralizado y altamente organizado ； 3. Objetos para los cuales se utiliza una computadora DCS a efectos de control y gestión ； 4. Situaciones que requieren una rápida respuesta y un procesamiento e cálculo de información complejos. En la práctica, en los equipos de producción modernos se aprovechan sus características respectivas para una selección y combinación adecuadas. http://yunrun.com.cn/upload/201705/05/201705051351350496.jpg Método de selección de transmisores de diferencia de presión 1. Se debe elegir en función del rango de medición, de la precisión necesaria y de las funciones de medición requeridas. 2. El entorno al que están expuestos los instrumentos de medición, como en los entornos industriales de la industria petroquímica, presenta atmósferas inflamables (tóxicas) y explosivas, además de temperaturas ambientales elevadas. 3. Propiedades físico-químicas y estado del medio a analizar, como ácidos fuertes, álcalis fuertes, consistencia viscosa, tendencia a solidificarse o cristalizarse y capacidad de vaporización, entre otras condiciones operativas. 4. Cambios en las condiciones de operación, como cambios en la temperatura, presión y concentración del medio. A veces también hay que tener en cuenta los cambios en las concentraciones y densidades de la fase gaseosa y líquida, desde el momento en que se inicia la operación hasta que los parámetros alcanzan los valores normales de producción. 5. Se deben tener en cuenta la estructura, forma y dimensiones del recipiente que se va a analizar, así como los equipos y accesorios que se encuentran dentro de él, además de las diversas aberturas de entrada y salida. Ejemplos de esto son torres, tanques de solución, reactores, calderas, tanques verticales, tanques esféricos, etc. 6. Otras exigencias, como las relacionadas con la protección del medio ambiente y la higiene. 7. La selección de instrumentos de ingeniería debe realizarse teniendo en cuenta criterios uniformes; es necesario reducir al máximo la variedad de modelos y especificaciones, así como las piezas de repuesto, para facilitar su gestión. 8. Según los requisitos específicos del titular de la patente de proceso. 9. Según las condiciones reales del proceso. a. Considerar a qué categoría de equipos pertenece el objeto a ser probado. Como en los tanques y recipientes similares: el volumen del tanque es pequeño, por lo que el rango de medición no es muy amplio ； El volumen del tanque es grande, por lo que el rango de medición puede ser amplio. b. Depende de las propiedades físico-químicas del medio y de su grado de limpieza. Como opción preferente, se utilizan transmisores de tipo diferencia de presión y transmisores de nivel de tipo flotador. También es necesario elegir el material adecuado para las partes que entran en contacto con el medio. c. Para algunos medios como suspensiones y espumas, se pueden utilizar transmisores de presión diferencial de una brida. Para aquellos que se descomponen o cristalizan fácilmente, se utilizan transmisores de diferencia de presión de doble brida de tipo insertable. d. Para el nivel de líquidos en medios de alta viscosidad y en equipos a alta presión, y dado que no es posible realizar agujeros en los equipos, se pueden utilizar medidores de nivel por radiación para su medición. e. Además de los problemas metodológicos y técnicos en la medición, existe también el problema de la inversión en instrumentos. En resumen, la selección del transmisor debe ser técnicamente viable, económicamente razonable y práctica desde el punto de vista administrativo. http://yunrun.com.cn/upload/201705/05/201705051353127527.jpg Método de selección de transmisores de presión. Desde el punto de vista de la física, la presión que actúa sobre cualquier objeto debe incluir tanto la presión atmosférica como la presión del medio que se está midiendo (generalmente denominada presión manométrica). La suma de las presiones que actúan sobre el objeto sometido a prueba se denomina presión absoluta. P_abs = P_tabla + presión atmosférica ； El instrumento que mide la presión absoluta se denomina manómetro de presión absoluta. Los manómetros industriales comunes miden la presión relativa, es decir, la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica. Cuando la presión absoluta es mayor que la presión atmosférica, el valor de la presión manométrica que se mide es positivo; a esto se le denomina presión manométrica positiva. Cuando la presión absoluta es menor que la presión atmosférica, el valor de la presión manométrica que se mide es negativo; a esto se le denomina presión manométrica negativa, o vacío. El instrumento que mide el grado de vacío se denomina manómetro de vacío. a. Para garantizar la precisión de la medición de la presión, el valor mínimo de medición debe estar por encima de 1/3 del rango de medición del manómetro. b. En los casos en que se requiere una medición a larga distancia o donde se exige una alta precisión en las mediciones, se deben utilizar sensores de presión o transmisores de presión. c. Cuando no se requiere una alta precisión en las mediciones, se pueden utilizar manómetros a distancia de tipo resistivo o inductivo, o basados en el efecto Hall ； d. El regulador de presión de tipo base neumática es adecuado para la indicación y regulación de la presión en el lugar. e. Los transmisores de presión y los interruptores de presión deben seleccionarse de manera adecuada, teniendo en cuenta los requisitos de protección contra explosiones en el lugar donde se instalarán.
¿Podrían compartir algunos ejemplos de fracasos en la selección de sus instrumentos?
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¡Gracias! ¿Existen válvulas para instrumentos?