mediante caudalímetros ultrasónicos no invasivos Medimos por fuera lo que pasa por dentro

Transcripción

1 mediante caudalímetros ultrasónicos no invasivos Medimos por fuera lo que pasa por dentro

2 Índice Introducción Pi i i d f i i t Principio de funcionamiento Caudalímetros: sensores y electrónicas Aplicaciones: Aplicación 1: Medición de HTF en el intercambiador de sales A li ió 2 M di ió d d l d l l t il t Aplicación 2: Medición de caudal de sales en una planta piloto Aplicación 3: Medición de HTF en los lazos del campo solar Aplicación 5: Medición de HTF en el ciclo del vapor: Entrada de trenes Sobrecalentadores Recalentadores Problemática del HTF (dowtherm / therminol) Conclusiones y recomendaciones

3 Introducción El caudal está siendo una de las variables más complicadas de medir en las Plantas Termosolares y muchas de las plantas existentes están sufriendo o han sufrido para encontrar una solución que les permita medir el caudal de manera fiable. En algunas ocasiones la dificultad de la medición del caudal reside en que el aceite térmico (Dowtherm / Therminol) tiene un comportamiento complicado, como comentamos más adelante. La solución que estamos utilizando para la medición de el caudal, tanto de HTF como de sales fundidas se basa en los caudalímetros ultrasónicos no invasivos de Flexim: - caudalímetros ultrasónicos no invasivos + Waveinjector - medición de caudales con temperaturas de hasta 600ºC - al ser equipos no invasivos : - al ser equipos no invasivos : - la instalación se puede realizar sin necesidad de parar el proceso - no hay riesgos de fugas y no provocamos ninguna pérdida de carga - no les afecta la presión con sólo 2 modelos de sensores de caudal abarcamos todos los tamaños de tubería existentes - con sólo 2 modelos de sensores de caudal abarcamos todos los tamaños de tubería existentes - rango dinámico muy grande: desde 1 cm/s hasta 20 m/s

4 Principio de funcionamiento Tiempo de tránsito o tiempo de vuelo: - Nuestros equipos emiten pulsos ultrasónicos a favor y en contra de la corriente. La diferencia de tiempo entre losquevanafavoryencontraesproporcionalalavelocidad del caudal. Conociendo el diámetro interior y por lo tanto el área, obtendremos el caudal d 1 señal en la dirección del caudal 2 señal en contra del caudal 3 diferencia de tiempos 3 proporcional a la velocidad del caudal

5 Principio de funcionamiento Sensor de caudal, no invasivo Waveinjector El Waveinjector es un elemento mecánico para disipar el calor. Está diseñado para ayudar a la transmisión de los ultrasonidos. Con este elemento podemos medir caudales con temperaturas de hasta 600ºC

6 Medición de caudal en plantas termosolares Principio de funcionamiento

7 Caudalímetros: sensores y electrónicas Elect trónicas + + Waveinjector Sensores caudal

8 Caudalímetros: sensores y electrónicas Caudalímetro portátil 2 canales (estándar) Tuberías mm Datalogger Programación muy fácil y rápida Caudalímetros fijos Montaje pared 1 o 2 canales Zona segura Caudalímetros fijos 1 o 2 canales Zona ATEX1

9 Caudalímetros: sensores y electrónicas Waveinjector

10 Medición de caudal en plantas termosolares Caudalímetros: sensores y electrónicas

11 Aplicación 1: medición de caudal de HTF en el intercambiador de sales -Diámetro exterior tubería: 609,6 mm -Grosor: 12,7 mm -Temperatura del aceite térmico: entre 200ºC y 393 ºC -Líquido: Therminol (dyphenil oxide/dyphenil) Problemas que tenía la planta: -Disponían de caudalímetros ultrasónicos invasivos que no funcionan a altas tempertauras.a p q p partir de 350ºC dejaban de medir. - Problemas en el control de la planta - Existen fugas en diversos puntos

12 Aplicación 1: medición de caudal de HTF en el intercambiador de sales Caudalímetros problemáticos: - ultrasónicos invasivos - DN600

13 Aplicación 1: medición de caudal de HTF en el intercambiador de sales Instalación en caliente, sin parar el proceso, en este caso a 393ºC

14 Medición de caudal en plantas termosolares Aplicación 1: medición de caudal de HTF en el intercambiador de sales

15 Medición de caudal en plantas termosolares Aplicación 1: medición de caudal de HTF en el intercambiador de sales

16 Aplicación 1: medición de caudal de HTF en el intercambiador de sales Instalación después de calorifugar la tubería Nota importante: los sensores deben de quedar al aire

17 Aplicación 1: medición de caudal de HTF en el intercambiador de sales Diámetro tubería: 600 mm Espesor tubería: 13 mm Material: acero al carbono Aceite térmico de Dowtherm A

18 Aplicación 2: medición de caudal de sales en una planta piloto -Medición de sales en 2 puntos (frío y caliente) -Diámetro exterior: 114,3 mm -Grosor: 6,1 mm -Material tubería: acero al carbono -Temperatura de las sales: entre 293ºC (frías) y 383 ºC (calientes) -Líquido: Sales (NaK)

19 Aplicación 2: medición de caudal de sales en una planta piloto 2 puntos de medición, sal fría y sal caliente Electrónica Fluxus ADM7407 para 2 canales

20 Medición de caudal en plantas termosolares Aplicación 2: medición de caudal de sales en una planta piloto

21 Aplicación 2: medición de caudal de sales en una planta piloto Imágenes de los sensores de caudal + Waveinjector sin calorifugar

22 Aplicación 2: medición de caudal de sales en una planta piloto Imágenes de los sensores de caudal + Waveinjector calorifugados

23 Aplicación 3: medición de caudal de HTF (Dowtherm) Tubería: diámetro externo 89mm Grosor: 5,5 mm Material: acero al carbono Aceite térmico de Dow (prueba realizada de 250ºC a 350ºC aprox.)

24 Medición de caudal en plantas termosolares Aplicación 3: medición de caudal de HTF (Dowtherm)

25 Medición de caudal en plantas termosolares Aplicación 3: medición de caudal de HTF (Dowtherm)

26 Aplicación 4: medición de caudal de HTF en los lazos del campo solar Medición de caudal de HTF en los diferentes lazos del campo solar para realizar un balance de caudales

27 Medición de caudal en plantas termosolares Aplicación 4: medición de caudal de HTF en los lazos del campo solar

28 Medición de caudal en plantas termosolares Aplicación 4: medición de caudal de HTF en los lazos del campo solar

29 Aplicación 5: medición de caudal de HTF en el ciclo de vapor DN700 1 HTF: Therminol Temp: 386 ºC Sobrecalentador 2 DN metros tubería recta HTF: Therminol Temp: 373ºC 3 DN200 HTF: Therminol Temp: 386ºC Sobrecalentador Generador de Vapor Calentador Calentador Generador de Vapor 2* Precalentador DN metros tubería recta HTF: Therminol Temp: 320ºC 3* DN200 8 metros tubería recta HTF: Therminol Temp: 225ºC Precalentador 4 DN700 HTF: Therminol Temp: 280 ºC

30 Aplicación 5: medición de caudal de HTF en la entrada de trenes Diámetro tubería: 850 mm Diámetro tubería: 850 mm Espesor tubería: 16 mm Material: acero al carbono Aceite térmico de Dowtherm A

31 Aplicación 6: medición de caudal de HTF en sobrecalentadores Diámetro tubería: 450 mm Diámetro tubería: 450 mm Espesor tubería: 11 mm Material: acero al carbono Aceite térmico de Dowtherm A

32 Aplicación 7: medición de caudal de HTF en recalentadores Diámetro tubería: 200 mm Espesor tubería: 6 mm Material: acero al carbono Aceite térmico de Dowtherm A

33 Problemática del HTF Nuestra experiencia en diferentes plantas termosolares nos han permitido llegar a diferentes conclusiones: El Therminol / Dowtherm es un fluido difícil de medir. La velocidad de propagación del sonido varía de forma importante con la variación de temperatura Pueden aparecer capas con diferentes temperaturast Posible aparición de low boilers, productos de punto de ebullición más bajo, debidos al thermal cracking, que puede llevar a cavitación Estos HTF son más problemáticos en el lado caliente de la planta Estos HTF se degradand fácilmente si se contaminan (degradaciónd térmica) Formación de hidrógeno como consecuencia del envejecimiento, desagregación y presencia de agua, sobre todo durante el periodo de insolación intensa Alta tasa de difusión del hidrógeno

34 Conclusiones y recomendaciones Los caudalímetros Flexim son un sistema de medición de caudal muy interesante para controlar caudales en plantas termosolares: Son equipos flexibles, repetitivos y con una gran rangeabilidad Sin obturaciones, aún con fluidos sucios y viscosos, y sin pérdida édid de carga El ser no invasivos facilita el montaje ya que éste se puede realizar con la planta en marcha y no crea riesgos de fugas ni de contaminación del HTF Apto para todo tamaño de tuberías Medición ió del caudal bidireccionali Además al ser no invasivos los sensores tendrán una muy larga vida y muy poco mantenimiento Este tipo de instalación permite de manera muy sencilla colocar los sensores de caudal en puntos óptimos de la planta. Por ejemplo, en el caso de tener problemas en el lado caliente, movernos al lado frío (antes / después del evaporador, antes / después del calentador, etc.) Debido a la baja viscosidad del HTF y a la baja velocidad de propagación del sonido (tiene un comportamiento parecido al de un gas) recomendamos instalar los sensores disponiendodecómomínimo15diámetros/ 20diámetros de tramo recto de tubería aguas arriba de los sensores de caudal y 5diámetrosaguas abajo.

35 Para más información no duden en contactar con nosotros: Lana Sarrate, S.A. Paseo Manuel Girona Barcelona; T ; F Paseo Manuel Girona, Barcelona; T ; F lanasarrate@lanasarrate.es