Aplicación de los medidores de caudal de masa en la medición de productos petrolíferos

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Contexto: En la producción industrial, debido al equilibrio de materiales, al equilibrio térmico, así como a las consideraciones relacionadas con el almacenamiento y el transporte y al cálculo económico, lo que se debe medir es la masa y no el volumen. Por lo tanto, en las mediciones, a menudo es necesario multiplicar el caudal volumétrico medido por la densidad para convertirlo en caudal de masa. Al medir el caudal volumétrico, es necesario también determinar la temperatura y la presión del fluido, a fin de poder convertir el caudal volumétrico en valores correspondientes a condiciones estándar. De esta manera, se puede calcular el caudal masivo. De esta manera, cuando la temperatura y la presión del medio a medir varían con frecuencia, no solo resulta complicado realizar las conversiones, sino que también es difícil garantizar la precisión de la medición. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas, han surgido una serie de métodos y instrumentos de medición que permiten determinar directamente el caudal de masa. El medidor de caudal de masa de Coriolis permite realizar mediciones de masa directas con una alta precisión, algo que muchas aplicaciones industriales desean fervientemente. Principio de funcionamiento del medidor de flujo por masa: La estructura del medidor de flujo por masa es la de un tubo en forma de U doble. El principio de medición consiste en detectar la diferencia de fase que se genera debido a la fuerza de Coriolis que actúa sobre este tubo doble, con el fin de determinar el flujo de masa en el conducto. Características del medidor de caudal por masa: El medidor de caudal por masa permite medir directamente el caudal de masa del fluido que se encuentra dentro de la tubería. Ofrece una alta precisión en las mediciones y buena reproducibilidad. Además, puede medir el caudal de masa del fluido dentro de un amplio rango de valores. El rango de medios medibles es amplio: además de los fluidos homogéneos de viscosidad normal, también incluye diversos fluidos de alta viscosidad y de tipo no newtoniano, así como lechadas que contienen componentes sólidos y medios que tienen trazas de gas. 1) Precisión de hasta ±0,1%. 2) Cumple con los estándares exigidos por la CFDA. 3) La vida útil del producto es de más de 10 años. 4) Utiliza tecnología de soldadura por vacío a altas temperaturas, lo que garantiza un rendimiento más estable. 5) Protección IP66 contra el polvo y el agua; puede funcionar bajo el agua a una profundidad de 1 metro durante 72 horas, sin problemas en la transmisión de datos. 6) Diseño de consumo energético muy bajo: el consumo total del dispositivo no supera los 10 W. 7) Botones ópticos para operación, con visualización en tiempo real del caudal. Operación de la interfaz de seguridad contra explosiones, aplicable en zonas explosivas de categoría 1 o 2. 8) Prioridad de alarma. Respuesta excepcionalmente rápida: se obtienen las informaciones de alarma de inmediato. 9) Salida de múltiples parámetros: permite la salida simultánea de cantidades acumuladas, caudal instantáneo, densidad y temperatura. Soporta conexiones RS485 y señales analógicas. 10) Consulta de datos históricos: en caso de problemas con la unidad principal, los datos almacenados pueden consultarse en cualquier momento. I. Aplicación de los medidores de flujo masivo en la medición de productos petrolíferos. 1.1 Aplicación de los medidores de flujo masivo en la medición de gasolina y diésel. La medición del volumen de petróleo refinado siempre ha sido un tema de gran importancia; tanto los proveedores como los consumidores recurren a las autoridades encargadas de la supervisión de la medición para resolver posibles disputas. Con la creciente utilización de los medidores de caudal por masa, este conflicto se ha resuelto satisfactoriamente. La empresa Northern Company establece que, para cargar gasolina y diésel en los barcos, es necesario utilizar medidores de caudal de calidad. Tras casi dos años de uso, el sistema ha funcionado muy bien, y los errores de medición se mantienen dentro de los límites de precisión permitidos. La aplicación de los medidores de caudal de masa en las transacciones comerciales elimina los factores humanos en la medición, reduce los errores que antes se producían al utilizar medidores manuales para determinar el nivel del líquido, varillas de vidrio para medir la temperatura o densímetros para medir la densidad, y así mejora la precisión de la medición. 1.2 Aplicación de los medidores de caudal por masa en la medición de gases. En el caso de gases de alta pureza (por ejemplo, hidrógeno con una pureza del 99.99%), o gases cuyas composiciones no cambian, se pueden utilizar medidores de caudal por masa para medir estos gases de alto valor agregado. Introduzca la densidad del gas en condiciones estándar; mediante la conversión, se puede calcular el volumen de dicho gas en esas mismas condiciones. La filial de Sinopec adquiere hidrógeno de fuentes externas (con un grado de pureza del 99,99%), según las especificaciones del proveedor. Este utiliza medidores de caudal de tipo placa orificada, equipados con compensación de temperatura y presión; no obstante, en la medición real no se observan cambios. La filial de petroquímica de nivel intermedio instaló un medidor de caudal de masa para monitorear la cantidad de hidrógeno suministrado. Las mediciones revelaron que, en ocasiones, la cantidad de hidrógeno era 30.000 NM3 menor al valor indicado por el proveedor. Tras comparaciones repetidas entre ambas partes y una búsqueda de las causas, se determinó que había un problema en el diseño de la placa de control utilizada por el proveedor. 1.3 Aplicación de los medidores de caudal de masa en la medición del petróleo pesado. Los medidores de caudal de masa se utilizan ampliamente en la medición de los aceites ligeros, pero su uso en la medición del petróleo pesado aún es limitado. La medición de petróleo pesado incluye la medición de crudo y la medición de asfalto. Al medir el petróleo pesado con un caudalímetro de masa, es necesario abordar especialmente el problema de su alta viscosidad, que hace que se forme una capa en la superficie interna del tubo de medición. Debido al fenómeno de colgamiento que reduce la capacidad de flujo del tubo de medición, el valor de mercado del transmisor es elevado. Si los dos tubos de medición no están colgados de manera uniforme en la pared, esto puede causar vibraciones anormales en los tubos, lo que a su vez impide que los sensores funcionen correctamente. Para eliminar el fenómeno de adherencia a las paredes, lo esencial es elevar la temperatura del medio y mantenerlo en estado de flujo. La exportación de productos petrolíferos, en particular del asfalto, suele ser intermitente; por lo tanto, es muy importante realizar un buen trabajo de calefacción y aislamiento. El medidor de caudal de masa debe contar con calefacción por vapor, y dicha calefacción debe ser uniforme en ambos lados; además, se necesita aislamiento con tela de algodón y hojalata. Mantener la temperatura del medio dentro del tubo de medición por encima de 80 grados. Para eliminar el efecto de adherencia a las paredes y permitir que el caudalímetro funcione correctamente. La medición del caudal de masa del crudo con un medidor de caudal permite eliminar la influencia de componentes volátiles en pequeñas cantidades como el C1, C2 y C3. Mejorar la precisión de la medición. II. Algunos problemas a tener en cuenta en la aplicación de los medidores de caudal por masa 2.1 Problema de deriva del punto cero La precisión del medidor de caudal por masa está determinada por la precisión básica, más o menos, la estabilidad del punto cero y el caudal de operación. Aunque en los procesos de fabricación y puesta a punto de los caudalímetros de masa de Coriolis se han tomado medidas preventivas para reducir al mínimo la desviación del punto cero, esta sigue existiendo. En el límite inferior de caudal, la deriva del punto cero no puede pasarse por alto. La deriva en el punto cero proviene principalmente del propio sensor. Esta deriva puede reducirse mediante el ajuste periódico del punto cero. 2.2 Efecto de las tensiones externas: En la instalación de los medidores de caudal por efecto Coriolis, y en particular en la instalación de los sensores, es crucial que no haya tensiones. Esto se refiere a la “ausencia de estrés”, es decir, a la necesidad de evitar o reducir las tensiones que pueden surgir debido a factores relacionados con la instalación, con el fin de garantizar el funcionamiento adecuado del sensor. Durante el proceso de instalación, existe una gran diferencia entre el diámetro del tubo del medidor de caudal masivo y el diámetro de la tubería principal. Se recomienda instalar una curva en forma de U en la tubería principal, y colocar el medidor de caudal masivo sobre dicha curva, a fin de eliminar los efectos de las tensiones externas. 2.3 Efecto de las vibraciones: El principio y la estructura del caudalímetro de masa por efecto Coriolis determinan que las vibraciones externas puedan afectar sus mediciones. En las zonas donde hay grandes vibraciones en las tuberías, se pueden instalar medidores de caudal de pequeño diámetro. Los extremos del medidor pueden conectarse mediante mangueras, mientras que el propio medidor se fija sobre una base firme y estable o sobre una placa amortiguadora. Si se instalan medidores de caudal de gran diámetro en este tipo de tuberías, a veces es necesario utilizar juntas de expansión para reducir las vibraciones. Sin embargo, es preciso colocar un conector de soporte firme entre la junta de expansión y el sensor; de lo contrario, debido a las tensiones adicionales causadas por la expansión y contracción de las tuberías, los datos de medición serán inexactos. Cuando se instalan dos sensores en paralelo en dos tuberías adyacentes, también es necesario prestar atención a mantener la distancia entre ellos, para evitar que se afecten mutuamente. 2.4 Principio de una distribución óptima del campo de flujo. En general, el rendimiento del medidor de caudal por efecto Coriolis no se ve afectado por las corrientes giratorias ni por la distribución desigual de las velocidades de flujo causadas por la disposición de los tuberías en la parte superior e inferior. Por lo general, no es necesario contar con tramos de tubería rectos; sin embargo, al diseñar la red de tuberías, sigue siendo importante respetar el principio de una distribución óptima del campo de flujo. El medidor de caudal por efecto Coriolis, gracias a sus características distintivas y alta precisión, se utiliza ampliamente en la medición en campos petrolíferos. También está recibiendo cada vez más atención por parte de las personas. Se ha convertido gradualmente en uno de los medios importantes para la medición en la transferencia de productos petrolíferos.