Control Metrológico de la Medida de Hidrocarburos

Transcripción

1 Control Metrológico de la Medida de Hidrocarburos SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN UTILIZADOS PARA MEDIR HIDROCARBUROS LÍQUIDOS EN LA CARGA DE CISTERNAS Y EN OLEODUCTOS Noviembre 2007 Conferencias LOGÍSTICA DEL HIDROCARBURO LÍQUIDO BUQUE OLEODUCTO POLIDUCTO 2

2 SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN UTILIZADOS PARA MEDIR HIDROCARBUROS LÍQUIDOS EN LA CARGA DE CISTERNAS Y EN OLEODUCTOS?? Por qué es necesario medir con exactitud? CONTROL LEGAL (metrológico y de impuesto especial) CONTROL DE PROCESO 3 SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN UTILIZADOS PARA MEDIR HIDROCARBUROS LÍQUIDOS EN LA CARGA DE CISTERNAS Y EN OLEODUCTOS Temas a tratar Generalidades del producto medido. Modelo físico aplicado para la determinación del volumen a temperatura de referencia. Medidores y sistemas de medida. Comentarios sobre su situación legal. Medidores de temperatura en sistemas de medida de volumen. Medidores de densidad en los sistemas de medida de volumen en oleoductos. Computadores asociados al sistema de medida. Garantía de inviolabilidad de los sistemas de medida. Mantenimiento de tolerancias aplicada por criterios de calidad. Análisis de la tolerancia e incertidumbre de las medidas de volumen. 4

3 MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOS GENERALIDADES DEL PRODUCTO MEDIDO Mezclas con características no uniformes. Cambio de volumen en función de su temperatura. Cambio de viscosidad función de su temperatura. 5 MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOS GENERALIDADES DEL PRODUCTO MEDIDO 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. Para una identificación comercial existen especificaciones nacionales, que los agrupan, por ejemplo: gasóleos, gasolinas, querosenos. 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. 6

4 MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOS GENERALIDADES DEL PRODUCTO MEDIDO Para el cálculo exacto del volumen a 15ºC, es importante la medición correcta: del volumen bruto de la temperatura 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 7 MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOS MODELO FÍSICO APLICADO PARA LA DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN A TEMPERATURA DE REFERENCIA Donde: V 15 = V OB ρ ρ OB 15 = V OB CV (1) o V es el volumen a 15 ºC 15 o V OB es el volumen observado que atraviesa el medidor de volumen o ρ 15 es la densidad del producto a la temperatura de referencia, 15 ºC o T OB es la temperatura observada o ρ es la densidad observada OB o CV es el factor de corrección por volumen 8

5 MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOS MEDIDORES Y SISTEMAS DE MEDIDA MEDIDORES de: volumen temperatura densidad que forman parte de SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN usados en : la carga de cisternas en oleoductos. 9 MEDICIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOS MEDIDORES Y SISTEMAS DE MEDIDA COMENTARIOS SOBRE SU SITUACIÓN LEGAL SISTEMA DE MEDIDA TOLERANCIA CONTROL ESTABLECIDO CARGA DE CAMIONES ± 0,5% PUESTA EN MERCADO OLEODUCTOS ± 0,3% PUESTA EN MERCADO 10

6 SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN PARA CARGA DE CISTERNAS CARGADERO DE CAMIONES CISTERNA EN INSTALACIÓN DE CLH 11 SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN PARA CARGA DE CISTERNAS GENERALMENTE COMPUESTO POR: Medidor de volumen (tipo desplazamiento positivo o turbina). Medidor de temperatura tipo termorresistencia de platino. Dispositivos de cálculo y visualización de los datos. Dispositivos asociados (válvulas, filtros, desaireador, brazo de carga, etc.). 12

7 SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN PARA CARGA DE CISTERNAS BRAZO DE CARGA IMPRESORA CONTADOR PREDETERMINADOR CAUDAL ÍMETRO TRANSMISOR DE PULSOS CALIBRADOR MECÁNICO VÁLVULA API CONTROLADOR DEVÁLVULA DESGASIFICADOR FILTRO VÁLVULA REGULADORA DE CAUDAL ADITIVACIÓN MEDIDOR SMITH VÁLVULA DE SECCIONAMIENTO Componentes sistema: CLH- CS SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN PARA CARGA DE CISTERNAS 14

8 SALA DE CONTROL ENTIS IMS OS CONTROL DE ACCESOS CIU PLUS/PRIM RADAR H.U.B LECTORA ISLETA DE CARGA IOLAN P.L.C IOLAN 1 ROTORK LECTORA P.TIERRA RADAR ACCULOAD PI ÑA Válvula de Control Contador Vol. Transmisor de pulsos ET BRAZO Filtro + Desgasificador OCV Acoplamiento BOMBA DE PRODUCTO TANQUE Y BOMBA DE ADITIVO MINIPAK-6 J.A.G ( Automatización ) RED ETHERNET RS-232 RS-422 RS-485 ESPECIAL CAMPO 1 Sistema m ínimo de control de carga C.C 15 SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS 16

9 SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS Componentes: Medidor de volumen tipo turbina. Medidor de temperatura. Medidor de densidad. Computador. Dispositivos asociados (válvulas, filtros, laminador, etc.). 17 SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS Válvula reguladora de presión Turbina Laminador Termorresistencia Filtro desgasificador Válvula de seccionamiento posición normal cerrada (brida ciega) Válvula de seccionamiento Válvula de seccionamiento Vista general de la instalación con sistema de medida TS1 de entregas directas desde refineria a instalación de CLH en Castellón 18

10 SISTEMA DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS ESQUEMA TANQUE ALMACENA- MIENTO Bomba Válvula de retención TANQUE ALMACENAMIENTO IMPRESORA SOLARTRON Válvula reguladora de presión Válvula de seccionamiento Filtro Laminador Turbina Tramo de turberia recto Válula de seccionamiento Sistema T: sólo se indican los elementos que intervienen en la medición del volumen a temperatura Nota: El sistema puede ser montado en instalaciones CLH en los diferentes "tipo de instalación" 19 MEDIDORES DE TEMPERATURA INCORPORADOS A LOS SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN Termorresistencia tipo PT-100, clase A, s/ UNE EN y 60751/A2. Dispositivos de lectura. Certificadas sus correcciones por laboratorio competente (tanto el sensor como dispositivo de lectura) ISO :2002. Real Decreto CEM, establecen como tolerancia ± 0,5 º C, pero no especifica el procedimiento para su verificación. 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. 20

11 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. 21 MEDIDORES DE DENSIDAD INCORPORADOS A LOS SISTEMAS DE MEDIDA DE VOLUMEN EN OLEODUCTOS DE CLH. El Real Decreto especifican para la medida de la densidad una tolerancia de 2 Kg/m3 El Real Decreto no especifica procedimiento de verificación CLH Banco de calibración de densímetros Banco de calibración- instrumentación asociada 22

12 COMPUTADORES ASOCIADOS AL SISTEMA DE MEDIDA QUE INTERVIENEN EN LOS RESULTADOS El volumen a 15 ºC es calculado por un computador electrónico, en él deben estar configuradas las tablas ASTM 54 b. Las tablas estarán implementadas para que el error máximo no supere la tolerancia de ± 0,1%. Deben incorporar medidas previstas para la inviolabilidad de las configuraciones. 23 GARANTÍA DE INVIOLABILIDAD DE LOS SISTEMAS DE MEDIDA Precintos en puntos críticos. Cálculos validados. Configuraciones controladas. 24

13 MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD Verificaciones o calibraciones periódicas según planes previamente establecidos (sobre la base del tipo de medida, exactitud requerida, deriva, etc. ). Procedimientos desarrollados de acuerdo a normas. Patrones de referencia adecuados y trazados. Personal cualificado. 25 MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD. PATRONES FIJOS DE VOLUMEN VASIJA PATRÓN L PROVERS 26

14 MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD LABORATORIO CLH - DE CALIBRACIÓN VOLUMEN MEDIDOR PATRON INSTALADO PARA SU CALIBRACIÓN Banco de pruebas del laboratorio Loeches. 27 MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD. ENSAYOS DE VERIFICACIÓN IN SITU Medidor patrón de desplazamiento positivo móvil 28

15 MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADO POR CRITERIOS DE CALIDAD. PATRONES TEMPERATURA Fabricadas de acuerdo a normas ISO 4268:2000. Resolución ± 0,1 ºC, con incertidumbre ± 0,2 ºC ó ± 0,3 ºC según rango. 29 VERIFICACIÓN DEL MANTENIMIENTO DE TOLERANCIAS APLICADA POR CRITERIOS DE CALIDAD CLH CONTROL DE CALIDAD VOLUNTARIO-ENSAYOS SISTEMA DE MEDIDA AJUSTE REPETIBILIDAD CAUDALES ENSAYADOS TIPO DE PATRÓN PLAZO ENTRE VERIFICACIONES INCERTIDUMBRE CARGA DE CAMIONES 0,05% 0,05% 1 a 3 FIJOS MDP 12 M2SES 0,20% OLEODUCTOS Inc. 0,05% 5 EN TODO EL RANGO PROVER SEGÚN USO 0,1% CARGA DE AVIONES 0,20% 0,05% 0,05% 1 AL 20% 1 AL 80% MDP 6 MESES 0,20% MEDIDA EN TANQUE ALMACENAMIENTO 3 mm 1 mm Cinta métrica 30

16 SISTEMA OLEODUCTOS DETERMINACIÓN V15ºC 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 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. 31 SISTEMA OLEODUCTOS INCERTIDUMBRE 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 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 específicos 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. Cuantitativamente las incertidumbres de las magnitudes de entrada se han valorado para al caso de una carga de 1000 m 3, realizada por un sistema de medida, instalado en una planta de almacenamiento. 32

17 SISTEMA OLEODUCTOS RESULTADOS DE LA INCERTIDUMBRE EN CLH 0,24 U GOC U GOA U JETA1 U G95 U G97 0,23 U V15 (%) 0,22 0,21 0, TOB (ºC) 33