control en la carga de cisternas y oleoductos
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Conferencias
Control Metrológico de la Medida de HidrocarburosSISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN UTILIZADOS PARA MEDIR HIDROCARBUROS LÍQUIDOS EN LA CARGA DE CISTERNAS Y EN OLEODUCTOS
Noviembre 2007
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LOGÍSTICA DEL HIDROCARBURO LÍQUIDO
BUQUE
POLIDUCTO
OLEODUCTO
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SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN UTILIZADOS PARA MEDIR HIDROCARBUROS LÍQUIDOS EN LA CARGA DE CISTERNAS Y EN OLEODUCTOS
q CONTROL LEGAL (metrológico y de impuesto especial)
q CONTROL DE PROCESO
¿Por qué es necesario medir con exactitud??
?
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SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN UTILIZADOS PARA MEDIR HIDROCARBUROS LÍQUIDOS EN LA CARGA DE CISTERNAS Y EN OLEODUCTOS
Ø Generalidades del producto medido.
Ø Modelo físico aplicado para la determinación del volumen a temperatura de referencia.
Ø Medidores y sistemas de medida. Comentarios sobre su situación legal.
Ø Medidores de temperatura en sistemas de medida de volumen.
Ø Medidores de densidad en los sistemas de medida de volumen en oleoductos.
Ø Computadores asociados al sistema de medida.
Ø Garantía de inviolabilidad de los sistemas de medida.
Ø Mantenimiento de tolerancias aplicada por criterios de calidad.
Ø Análisis de la tolerancia e incertidumbre de las medidas de volumen.
Temas a tratar
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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOSGENERALIDADES DEL PRODUCTO MEDIDO
q Mezclas con características no uniformes.
q Cambio de volumen en función de su temperatura.
q Cambio de viscosidad función de su temperatura.
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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOSGENERALIDADES DEL PRODUCTO MEDIDO
q Hidrocarburos derivados del petróleo, líquidos a presión atmosférica, con viscosidades comprendidas entre: 0,7 mm²·s- 1 a 17 mm²·s- 1 a 15 ºC.
q Para una identificación comercial existen especificaciones nacionales, que los agrupan, por ejemplo: gasóleos, gasolinas, querosenos.
q Al variar el volumen con la temperatura, la medida en las grandes transacciones y en la liquidación del impuesto especial, se determina a la temperatura estándar de 15ºC.
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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOSGENERALIDADES DEL PRODUCTO MEDIDO
q Para el cálculo exacto del volumen a 15ºC, es importante la medición correcta:– del volumen bruto– de la temperatura
q Errores de ± 1ºC en la medida de la temperatura del producto, en el momento de medir el volumen, producen variaciones en la conversión a volumen a 15ºC de:
– ± 0,12 % en las gasolinas– ± 0,10 % en los querosenos – ± 0,08% en los gasóleos
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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOSMODELO FÍSICO APLICADO PARA LA DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN A TEMPERATURA DE REFERENCIA
CVVVV OBOB
OB ⋅=⋅=15
15 ρρ
(1)
Donde:
o 15V es el volumen a 15 ºC
o OBV es el volumen observado que atraviesa el medidor de volumen o 15ρ es la densidad del producto a la temperatura de referencia, 15 ºC o TOB es la temperatura observada o
OBρ es la densidad observada o CV es el factor de corrección por volumen
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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOSMEDIDORES Y SISTEMAS DE MEDIDA
MEDIDORES de:– volumen– temperatura – densidad
que forman parte de SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMENusados en :
– la carga de cisternas– en oleoductos.
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MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOSMEDIDORES Y SISTEMAS DE MEDIDA
PUESTA EN MERCADO± 0,3%OLEODUCTOS
PUESTA EN MERCADO± 0,5%CARGA DE CAMIONES
CONTROL ESTABLECIDOTOLERANCIASISTEMA DE MEDIDA
COMENTARIOS SOBRE SU SITUACIÓN LEGAL
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SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN PARA CARGA DE CISTERNAS
CARGADERO DE CAMIONES CISTERNA EN INSTALACIÓN DE CLH
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SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN PARA CARGA DE CISTERNAS
GENERALMENTE COMPUESTO POR:
q Medidor de volumen (tipo desplazamiento positivo o turbina).
q Medidor de temperatura tipo termorresistencia de platino.
q Dispositivos de cálculo y visualización de los datos.
q Dispositivos asociados (v álvulas, filtros, desaireador, brazo de carga, etc.).
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SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN PARA CARGA DE CISTERNAS
BRAZO DE CARGA
IMPRESORA
CONTADOR
PREDETERMINADOR
TRANSMISOR DE PULSOS
CALIBRADOR MECÁNICO
CONTROLADOR DEVÁLVULA
VÁLVULA REGULADORA DE CAUDAL
MEDIDOR SMITH
ADITIVACIÓN
FILTRO
VÁLVULA DE SECCIONAMIENTO
DESGASIFICADOR
VÁLVULA API
CAUDAL ÍMETRO
Componentes sistema: CLH- CS 101
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SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN PARA CARGA DE CISTERNAS
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151 Sistema m ínimo de control de carga C.C
J.A.G ( Automatización )
BOMBA DE PRODUCTO
8888 8888
88888 88888
1212
ET
SALA DE CONTROL
P.L.C
H.U.B
Filtro +Desgasificador
ISLETA DE CARGA
8888
88
IOLANIOLAN
ACCULOAD
TANQUE Y BOMBA DE ADITIVO
ENTIS
ROTORK LECTORA P.TIERRA
MINIPAK-6
BRAZO
PIÑA
Contador Vol.Transmisor de pulsos
OCV
IMS OS
CIU PLUS/PRIM
RADAR
CONTROL DE ACCESOS
RADAR
LECTORA
RED ETHERNETRS-232RS-422RS-485ESPECIAL CAMPO
Válvula de Control
Acoplamiento
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SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS
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Componentes:
q Medidor de volumen tipo turbina.q Medidor de temperatura.q Medidor de densidad.q Computador. q Dispositivos asociados (válvulas, filtros, laminador, etc.).
SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS
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Válvula de seccionamiento
Válvula reguladorade presión Turbina Laminador Termorresistencia Filtro desgasificador
Válvula de seccionamientoVálvula de seccionamiento posición normal cerrada (brida ciega)
ØVista general de la instalación con sistema de medida “TS1” de entregas directas desde refineria a instalación de CLH en Castellón
SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS
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TANQUEALMACENA-
MIENTO
TANQUEALMACENAMIENTO
Válvula de retenciónBomba
Filtro
Laminador
Turbina
Válvula reguladora de
presión
SOLARTRON
IMPRESORA
Válvula de secciona-
miento
Válula de secciona-miento
Tramo de turberia recto
SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS
ØESQUEMA
Nota: El sistema puede ser montado en instalaciones CLH en los diferentes "tipo de instalación"
Sistema T: sólo se indican los elementos que intervienen en la medición del volumen a temperatura
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MEDIDORES DE TEMPERATURA INCORPORADOS A LOS SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN
q Termorresistencia tipo PT-100, clase A, s/ UNE –EN-60751-y 60751/A2.
q Dispositivos de lectura.
q Certificadas sus correcciones por laboratorio competente (tanto el sensor como dispositivo de lectura) ISO 4266-4:2002.
q Real Decreto CEM, establecen como tolerancia ± 0,5 º C, pero no especifica el procedimiento para su verificación.
q En los computadores electrónicos asociados a los sistemas de medida de volumen, es posible configurar también factores de corrección para la medida de la temperatura.
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MEDIDORES DE TEMPERATURA INCORPORADOS A LOS SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN
CLH: PRECINTO DE TERMORRESISTENCIA TIPO PT-100
Deben estar trazadas adecuadamente y disponer de precintos que garanticen su inviolabilidad
En CLH conexión a cuatro hilos, para mejorar el aseguramiento de la medida.
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MEDIDORES DE DENSIDAD INCORPORADOS A LOS SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS DE CLH.
CLH Banco de calibración de densímetros Banco de calibración- instrumentación asociada
El Real Decreto especifican para la medida de la densidad una tolerancia de 2 Kg/m3
El Real Decreto no especifica procedimiento de verificación
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COMPUTADORES ASOCIADOS AL SISTEMA DE MEDIDA QUE INTERVIENEN EN LOS RESULTADOS
q El volumen a 15 ºC es calculado por un computadorelectrónico, en él deben estar configuradas las tablas ASTM 54 b.
q Las tablas estarán implementadas para que el error máximo no supere la tolerancia de ± 0,1%.
q Deben incorporar medidas previstas para la inviolabilidad de las configuraciones.
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GARANTÍA DE INVIOLABILIDAD DE LOS SISTEMAS DE MEDIDA
q Precintos en puntos críticos.
q Cálculos validados.
q Configuraciones controladas.
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MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD
q Verificaciones o calibraciones periódicas según planes previamente establecidos (sobre la base del tipo de medida, exactitud requerida, deriva, etc. ).
q Procedimientos desarrollados de acuerdo a normas.
q Patrones de referencia adecuados y trazados.
q Personal cualificado.
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MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD. PATRONES FIJOS DE VOLUMEN
VASIJA PATRÓN 5.000 L
PROVERS
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MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD
MEDIDOR PATRON INSTALADO PARA SU
CALIBRACIÓN
Banco de pruebas del laboratorio Loeches.
LABORATORIO CLH - DE CALIBRACIÓN VOLUMEN
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MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD.
Medidor patrón de desplazamiento positivo móvil
ENSAYOS DE VERIFICACIÓN “IN SITU”
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MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD.
PATRONES TEMPERATURA
q Fabricadas de acuerdo a normas ISO 4268:2000.
q Resolución ± 0,1 ºC, con incertidumbre ± 0,2 ºC ó ± 0,3 ºC según rango.
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VERIFICACIÓN DEL MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADA POR CRITERIOS DE CALIDAD CLH CONTROL DE CALIDAD VOLUNTARIO-ENSAYOS
Cinta métrica1 mm3 mmMEDIDA EN TANQUE ALMACENAMIENTO
0,20%6 MESESMDP1 AL 20%1 AL 80%0,05%
0,20%0,05%CARGA DE AVIONES
0,1%SEGÚN USOPROVER5 EN TODO EL RANGO
0,05%Inc.OLEODUCTOS
0,20%12 M2SESMDP1 a 3 FIJOS0,05%0,05%CARGA DE CAMIONES
INCERTIDUMBREPLAZO ENTRE VERIFICACIONESTIPO DE PATRÓNCAUDALES
ENSAYADOSREPETIBILIDADAJUSTESISTEMA DE MEDIDA
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SISTEMA OLEODUCTOSDETERMINACIÓN V15ºC
q El cálculo del volumen referido a una determinada temperatura que atraviesa una turbina se realiza a través de la siguiente expresión:
Donde las variables independientes del modelo anterior son las siguientes:– I Nº de pulsos que genera el fluido que atraviesa la turbina – K Constante pulsos / m3 de la turbina – MF Meter Factor ()– Densidad del producto a la temperatura de referencia, 15ºC– Densidad del producto a la temperatura observada en el momento de medir el volumen– TOB Temperatura observada
q Con la densidad del producto medida por el dens ímetro y la temperatura observada con una Pt-100 en el momento de realizarse la medida del volumen, se obtiene la densidad a 15 ºC a través de la tabla ASTM 54B.
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SISTEMA OLEODUCTOSINCERTIDUMBRE
q Las incertidumbres de las magnitudes de entrada que hay que tener en cuenta son:
– Incertidumbres declaradas por laboratorios de calibración y de ensayos de verificación metrológica, acreditados de acuerdo a normativa ISO 17.025.
– Documentación técnica de fabricantes de equipos incluidos en el sistema de medida marca CLH modelo TS-1, especificadas por los fabricantes de los equipos
– Históricos disponibles en CLH.
– Estudios espec íficos para identificación de las influencias no controladas, variabilidad de los productos medidos, inestabilidad en las condiciones de operación etc.
– Normativas de prestigio con un grado de confianza asegurado.
– Tolerancias en los ajustes o errores no corregidos.
q Cuantitativamente las incertidumbres de las magnitudes de entrada se han valorado para al caso de una carga de 1000 m3, realizada por un sistema de medida, instalado en una planta de almacenamiento.
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SISTEMA OLEODUCTOSRESULTADOS DE LA INCERTIDUMBRE EN CLH
0,20
0,21
0,22
0,23
0,24
0 5 10 15 20 25 30 35 40
TOB (ºC)
UV
15 (%
)
U GOC U GOA U JETA1 U G95 U G97
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