Productos de medición Measurement made easy. Caudalímetros Swirl FS4000 Diseñados para adaptarse a sus necesidades específicas Guía de aplicaciones

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1 Productos de medición Measurement made easy Caudalímetros Swirl FS4000 Diseñados para adaptarse a sus necesidades específicas Guía de aplicaciones

2 Caudalímetros Swirl Solución perfecta para su aplicación Superar sus expectativas en cuanto a instrumentos de campo modernos es nuestro objetivo: Máxima fiabilidad Alta precisión Alta dinámica de medición Instalación compacta y sencilla Menor coste En las páginas siguientes podrá ver cómo la exclusiva gama de caudalímetros Swirl de ABB pone estas ventajas al alcance de numerosas aplicaciones industriales. Y eso no es todo. Si desea obtener más información sobre cómo los caudalímetros Swirl de ABB pueden servir para su aplicación, póngase en contacto con nosotros en Control de los quemadores durante la producción de vapor en plantas de proceso y centrales eléctricas... página 4 Consumo de gas combustible durante la producción de vapor en centrales eléctricas... página 6 Calefacción urbana... página 8 Distribución de vapor con gran variedad de caudal... página 10 Gestión del vapor en plantas de proceso... página 12 Medición de oxígeno... página 14 Aplicaciones de sensor doble... página 16 Medición de gas de alta presión... página 18 Tratamiento y medición de gas digestor... página 20 Medición del combustible de aeronaves... página 22 Producción de fenol y policarbonato... página 24 Tecnología... página 26 Datos técnicos... página 27 2 Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

3 Aplicaciones típicas de los caudalímetros Swirl en diferentes industrias 1. Energía Vapor, gas natural, condensado, agua de alimentación de calderas, aire, biogás 2. Química Vapor, gas de proceso, aire, ácidos, disolventes, aguas residuales 3. Petróleo y gas Materias primas petroquímicas, gasolina, etileno, vapor 4. Papelera (pasta y papel) Vapor, agua, gas natural, aire 5. Metal y minería Aire, oxígeno, gas para quemadores 6. Alimentación y bebidas Dióxido de carbono, vapor, aire de proceso, gas natural, residuos Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 3

4 Control de quemadores durante la producción de vapor en plantas de proceso y centrales eléctricas Industrias relevantes El vapor se utiliza y se produce en muchas industrias, por ejemplo, para intercambiadores de calor, secadores, evaporadores, esterilización en industrias: Química Papelera (pasta y papel) Alimentación y bebidas Aplicación / Desafío Medición del gas natural para el control de los quemadores Requisito de amplio rango de caudal Las instalaciones pueden afectar al perfil de caudal del dispositivo Aumento de la eficiencia de los quemadores para ahorrar combustible Caudalímetro Swirl de 2" (DN50) con medición de presión y temperatura: el sensor de presión debe instalarse después del caudalímetro. En la imagen de la derecha podrá ver cómo debe instalarse correctamente 4 Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

5 Por qué se recomienda utilizar los caudalímetros Swirl de ABB para esta aplicación? El procesamiento digital de las señales de salida de caudal volumétrico, totalización e impulsos producen una alta fiabilidad y flexibilidad Compensación de la temperatura integrada como opción Menor coste de instalación gracias a los tramos rectos mínimos necesarios aguas arriba/aguas abajo Ahorro de energía (y de costes) gracias a la alta precisión en la medición del caudal El amplio rango del medidor extiende la capacidad para bajos caudales Ventajas de utilizar la tecnología Swirl: Instalación más sencilla al no tener que reducir las tuberías, puesto que los caudalímetros Swirl se adaptan a velocidades de caudal normales de hasta 40 m/s (120 pies/s) Aproveche las ventajas que aporta un diseño de gran estabilidad a largo plazo y que no requiere mantenimiento Para esta aplicación concreta también se pueden utilizar otros caudalímetros Caudalímetro DP (placa de orificio) Caudalímetro másico térmico Caudalímetro Vortex Caudalímetro másico Coriolis pero existen numerosos argumentos a favor de los caudalímetros Swirl de ABB Más económico No es necesario reducir las tuberías Más económico Correcta instalación de los sensores de presión (P) y temperatura (T) P T 3...5D 2...3D Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 5

6 Consumo de gas combustible durante la producción de vapor en centrales eléctricas Industrias relevantes Energía Aplicación / Desafío Medición del gas natural para el control de los quemadores Dado el gran tamaño de las tuberías, es necesario instalar largos tramos rectos para una correcta medición del caudal A menudo, el gas es de baja calidad y contiene sustancias contaminantes Instalación de caudalímetros Swirl de 16" (DN400) en centrales eléctricas, en un espacio más reducido 6 Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

7 Por qué se recomienda utilizar los caudalímetros Swirl de ABB para esta aplicación? Las condiciones de la instalación apenas influyen en los resultados del caudal No se ve afectado por medios contaminados y sucios Independencia de la calidad y el contenido del gas Amplio rango para la dinámica de caudal alto Ventajas de utilizar la tecnología Swirl: Dado que prácticamente no se requieren tramos rectos de tubería, es posible realizar una instalación que normalmente sería "imposible" No requiere mantenimiento dado que no contiene piezas móviles; presenta una gran precisión y estabilidad a largo plazo sin necesidad de volver a calibrar el instrumento La alta precisión en condiciones de instalaciones exigentes, conduce a un ahorro de energía (y de costes) Para esta aplicación concreta también se pueden utilizar otros caudalímetros Caudalímetro DP (placa de orificio) Caudalímetro másico térmico Caudalímetro Vortex Caudalímetro ultrasónico Caudalímetro de turbina pero existen numerosos argumentos a favor de los caudalímetros Swirl de ABB Menos sensible a la contaminación Requiere muchos menos tramos rectos de tuberías Más económico (3 veces más barato) Menos sensible a la contaminación Diseño que no requiere mantenimiento Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 7

8 Calefacción urbana Industrias relevantes Energía Aplicación / Desafío El aumento de los costes energéticos requiere mayor transparencia en los cálculos de mediciones de energía Los equipos de medición existentes suelen proporcionar resultados insuficientes para una facturación precisa de la energía El espacio necesario para la instalación a menudo supone una limitación para el empleo de caudalímetros Deberían poder detectarse las fugas de vapor/energía Caudalímetro Swirl de 8" (DN200) en una tubería de vapor, sin aislamiento 8 Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

9 Por qué se recomienda utilizar los caudalímetros Swirl de ABB para esta aplicación? Se puede instalar prácticamente en cualquier lugar ya que necesita pocos tramos rectos aguas arriba/aguas abajo Máxima precisión en mediciones del vapor El amplio rango de medición permite detectar el caudal en momentos de bajo consumo Varias rutas de señales para las salidas de caudal volumétrico, totalización e impulsos Medición directa del caudal másico del vapor saturado Ventajas de utilizar la tecnología Swirl: Mayor eficacia en planta gracias a la transparencia de los flujos de calor. Ahorro de costes en el combustible de los quemadores gracias a la mayor efi ciencia en planta Posibilidad de detectar fugas con la precisa tecnología Swirl Libras (millones) Vapor distribuido Fugas de vapor Vapor facturado Fugas de vapor 0 Jul-06 Ago-06 Sept-06 Oct-06 Nov-06 Dic-06 Ene-07 Feb-07 Mar-07 Abr-07 May-07 Jun-07 Jul-07 Ago-07 Sept-07 Oct-07 Nov-07 Dic-07 Ene-08 Feb-08 Mar-08 Abr-08 May-08 Jun-08 Libras (millones) Vapor distribuido Vapor facturado 0 Eficiencia antes (a la izquierda) y después (a la derecha) de la instalación de los caudalímetros Swirl Para esta aplicación concreta también se pueden utilizar otros caudalímetros Caudalímetro DP (placa de orificio) Caudalímetros de medición de condensado Caudalímetro Vortex pero existen numerosos argumentos a favor de los caudalímetros Swirl de ABB Más fácil de instalar en el espacio existente Posibilidad de detectar fugas Más fácil de instalar en el espacio existente Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 9

10 Distribución de vapor con gran variedad de caudal Industrias relevantes Energía Aplicación / Desafío El aumento de los costes energéticos requiere mayor transparencia en los flujos de energía Gran diferencia entre el consumo de energía en verano y en invierno Los flujos de energía bajos también deben monitorizarse y facturarse Dos caudalímetros Swirl para las mediciones del vapor en aplicaciones de rango partido, tuberías y caudalímetros con aislamiento 10 Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

11 Por qué se recomienda utilizar los caudalímetros Swirl de ABB para esta aplicación? Gracias a los amplios rangos de medición con precisión estable en todos los rangos, se consigue la menor variación entre el verano y el invierno Mayor transparencia sobre el consumo gracias a la detección del caudal en los momentos de menor consumo Se puede instalar prácticamente en cualquier lugar debido a los pocos tramos rectos requeridos aguas arriba/aguas abajo Medición directa del caudal másico del vapor saturado Varias rutas de señales para las salidas de caudal volumétrico, totalización e impulsos Ventajas de utilizar la tecnología Swirl: Los rangos de medición más altos ayudan a reducir los costes, ya que normalmente no suele ser necesario instalar un segundo caudalímetro Mayor transparencia en los costes energéticos durante todo el año o periodo de mediciones Para esta aplicación concreta también se pueden utilizar otros caudalímetros Caudalímetro DP (placa de orificio) Caudalímetro Vortex pero existen numerosos argumentos a favor de los caudalímetros Swirl de ABB Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 11

12 Gestión del vapor en plantas de proceso Industrias relevantes Energía Química Papelera (pasta y papel) Alimentación y bebidas Aplicación / Desafío Una central eléctrica proporciona vapor a distintos usuarios finales a través de líneas diferentes Las limitaciones de espacio pueden impedir que se mantengan los tramos rectos necesarios aguas arriba/aguas abajo Cinco caudalímetros Swirl de 4" (DN100) para la distribución de vapor reducen considerablemente el espacio de la instalación 12 Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

13 Por qué se recomienda utilizar los caudalímetros Swirl de ABB para esta aplicación? Procesamiento digital de las señales de salida de caudal volumétrico, totalización e impulsos, para máxima fiabilidad y precisión Requisitos de instalación reducidos para tramos rectos aguas arriba/aguas abajo Amplio rango para la dinámica de caudal alto Ventajas de utilizar la tecnología Swirl: Medición directa del caudal másico del vapor; no se requiere la instalación de ningún sensor de temperatura adicional Alta precisión en todo el rango de medición, que conduce a una mayor transparencia de los gastos y ahorros de energía (y de costes) Para esta aplicación concreta también se pueden utilizar otros caudalímetros Caudalímetro DP (placa de orificio) Caudalímetro Vortex Caudalímetro másico Coriolis pero existen numerosos argumentos a favor de los caudalímetros Swirl de ABB No es necesario reducir las tuberías Más económico Menor longitud de la instalación Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 13

14 Medición de oxígeno Industrias relevantes Metal Aplicación / Desafío La medición de oxígeno con caudales muy variables requiere un rango de medición muy amplio, de hasta 1:50 Se necesita un caudal pequeño de oxígeno para mantener la lanza de oxígeno libre, solo mientras el quemador está en funcionamiento Cuando el haz de oxígeno está en funcionamiento, se requiere el rango completo Dos caudalímetros Swirl de 2" (DN50) instaladas en una tubería de oxígeno 14 Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

15 Por qué se recomienda utilizar los caudalímetros Swirl de ABB para esta aplicación? La alta y superior dinámica de medición hace posible alcanzar el margen de regulación requerido, con la incertidumbre de medición adecuada en un mismo instrumento Máxima fiabilidad gracias al procesamiento digital de las señales de salidas de caudal volumétrico, totalización e impulsos Mayor precisión gracias a la compensación de temperatura integrada Se puede instalar prácticamente en cualquier lugar debido a los pocos tramos rectos requeridos aguas arriba/aguas abajo Ventajas de utilizar la tecnología Swirl: Fiabilidad y estabilidad a largo plazo, ya que el sistema de medición no requiere mantenimiento No es necesario volver a calibrar el instrumento Para esta aplicación concreta también se pueden utilizar otros caudalímetros Caudalímetro másico térmico Caudalímetro Vortex Caudalímetro de turbina Caudalímetro másico Coriolis pero existen numerosos argumentos a favor de los caudalímetros Swirl de ABB debido a la alta presión No es necesario reducir las tuberías Sin piezas móviles No requiere mantenimiento Más económico Mismo rango de medición Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 15

16 Aplicaciones de sensor doble Industrias relevantes Química Petróleo y gas Aplicación / Desafío 3 señales de medición de 2 dispositivos para validación triple, es decir, dispositivo de sensor doble y dispositivo de sensor simple separado Para instalaciones con requisitos muy altos de disponibilidad de planta Dispositivo de sensor doble aislado con diseño de sensor convencional Caudalímetro Swirl de sensor doble con diseño de sensor de Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

17 Por qué se recomienda utilizar los caudalímetros Swirl de ABB para esta aplicación? Los dos sensores completamente independientes y la electrónica del sistema ofrecen una máxima flexibilidad Requiere la misma longitud de instalación que un solo sensor Todas las opciones de transmisor/sensor de un instrumento con sensor simple están disponibles en los sensores dobles Mayor similitud entre las señales de ambos sensores Instalaciones más cortas dado que se requieren menos tramos rectos aguas arriba/aguas abajo para conectar dos instrumentos en línea Ventajas de utilizar la tecnología Swirl: Validación triple con una única instalación: tres sensores y tres transmisores montados en una sola pieza de conexión permiten una evaluación de 3 señales de medición de 2 dispositivos sin necesidad de añadir tuberías Instalación del sensor flexible, por ejemplo, en codos Mayor fiabilidad y disponibilidad de la planta gracias al dispositivo multisensor Para esta aplicación concreta también se pueden utilizar otros caudalímetros Caudalímetro Vortex pero existen numerosos argumentos a favor de los caudalímetros Swirl de ABB Posibilidad de utilizar un dispositivo de triple sensor Requiere menos tramos de tuberías rectas, sobre todo cuando es necesario instalar 2 o 3 sensores en una tubería Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 17

18 Medición de gas de alta presión Industrias relevantes Química Petróleo y gas Aplicación / Desafío Mediciones de gas a alta presión en industrias de petróleo y gas Altas exigencias de seguridad para soldaduras, materiales y pruebas A menudo se requieren materiales especiales Caudalímetro Swirl de 6" (DN150) con bridas RTJ, ASME clase Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

19 Por qué se recomienda utilizar los caudalímetros Swirl de ABB para esta aplicación? Se puede instalar prácticamente en cualquier lugar debido a los pocos tramos rectos requeridos aguas arriba/aguas abajo Alta y superior dinámica de medición y menor pérdida de carga en comparación con el caudalímetro Vortex de menor tamaño El diseño del sensor, sencillo, robusto y sin piezas móviles, permite una alta estabilidad a largo plazo que se traduce en mediciones fiables Procesamiento digital de las señales de salidas de caudal volumétrico, totalización e impulsos Disponible en diferentes materiales como Hastelloy C, Duplex, Super-Duplex Ventajas de utilizar la tecnología Swirl: Ahorro de costes en tuberías de alta presión gracias a instalaciones más compactas Máxima fiabilidad incluso en las aplicaciones más exigentes Sistema de medición que no requiere mantenimiento Soluciones a medida con materiales y conexiones de procesos especiales Para esta aplicación concreta también se pueden utilizar otros caudalímetros Caudalímetro DP (placa de orificio) Caudalímetro de turbina Caudalímetro Vortex Caudalímetros másicos Coriolis pero existen numerosos argumentos a favor de los caudalímetros Swirl de ABB Menos sensible a la contaminación Diseño que no requiere mantenimiento No es necesario reducir las tuberías Más económicos con el mismo rendimiento Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 19

20 Tratamiento y medición de gas digestor Industrias relevantes Energía Aplicación / Desafío Medición del gas digestor a baja presión Gas contaminado, húmedo y, en algunas ocasiones, agresivo con cambios en el contenido de metano Caudalímetro Swirl de 6" (DN150) para aplicaciones de biogás en instalaciones exteriores 20 Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

21 Por qué se recomienda utilizar los caudalímetros Swirl de ABB para esta aplicación? La exclusiva tecnología Swirl puede manipular de forma excelente el gas sin procesar, contaminado y húmedo, antes del tratamiento Procesamiento digital de las señales para una totalización y medición del caudal volumétrico altamente fiables La compensación de la temperatura integrada permite ahorrar en costes de instalaciones adicionales Perfectamente idóneo para instalaciones exteriores gracias al alojamiento IP67 / NEMA 4X Ventajas de utilizar la tecnología Swirl: Se puede instalar prácticamente en cualquier lugar debido a los pocos tramos rectos requeridos aguas arriba/aguas abajo Diseño robusto que no requiere mantenimiento Inmune a contenido de biogás húmedo y agresivo Inmune a la contaminación Para esta aplicación concreta también se pueden utilizar otros caudalímetros Caudalímetro másico térmico Caudalímetro Vortex pero existen numerosos argumentos a favor de los caudalímetros Swirl de ABB Menos sensible a la humedad, a la contaminación y a los contenidos de los gases agresivos, ya que los caudalímetros Swirl no dependen de la mezcla de gases No es necesario reducir las tuberías Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 21

22 Medición del combustible de aeronaves Industrias relevantes Petróleo y gas aguas abajo Aplicación / Desafío Repostaje de aeronaves con Jet A1 Gran caudal volumétrico de fluidos no conductores Requiere una alta precisión Caudalímetro Swirl de 8" (DN200) en instalaciones aeroportuarias para mediciones del combustible Jet A1 22 Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

23 Por qué se recomienda utilizar los caudalímetros Swirl de ABB para esta aplicación? Máxima precisión para fluidos no conductores al menor coste Control del totalizador externo mediante salidas de impulsos, totalización interna y mediciones del caudal volumétrico altamente fiables La compensación de la temperatura integrada puede aumentar la precisión del caudal másico computado Perfectamente idóneo para instalaciones exteriores gracias al alojamiento IP67 / NEMA 4X Ventajas de utilizar la tecnología Swirl: Se puede instalar prácticamente en cualquier lugar debido a los pocos tramos rectos requeridos aguas arriba/aguas abajo Permite obtener una gran precisión a un coste muy inferior en comparación con otros principios de medición aplicables Se ajusta perfectamente al tamaño de la tubería existente; menor pérdida de carga en comparación con otros principios Para esta aplicación concreta también se pueden utilizar otros caudalímetros Caudalímetro Vortex Caudalímetros másicos Coriolis pero existen numerosos argumentos a favor de los caudalímetros Swirl de ABB Requiere menos tramos de tuberías rectas Más económicos, sobre todo en tamaños más grandes Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 23

24 Producción de fenol y policarbonato Industrias relevantes Petróleo y gas aguas abajo Petroquímica Aplicación / Desafío Productos fenólicos, agua caliente y vapor Fluidos no conductores en tuberías sistema láser Se requiere una alta precisión del 0,5% Solo hay disponible un espacio aguas arriba muy limitado Caudalímetro Swirl de 8" (DN200) con poco espacio disponible 24 Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

25 Por qué se recomienda utilizar los caudalímetros Swirl de ABB para esta aplicación? Máxima precisión para fluidos no conductores al menor coste, en este caso para caudalímetros de 8" (DN200) y 12" (DN300) Se puede instalar prácticamente en cualquier lugar debido a los pocos tramos rectos requeridos aguas arriba/aguas abajo Control del totalizador externo mediante salidas de impulsos, totalización interna y mediciones del caudal volumétrico altamente fiables Ventajas de utilizar la tecnología Swirl: No se requieren largos tramos rectos de tuberías, como para otros caudalímetros Permite obtener una gran precisión a un coste muy inferior en comparación con todos los demás principios de medición aplicables Suele adaptarse perfectamente al tamaño de tuberías ya existentes sin necesidad de cambiarlas El uso y la puesta en marcha son iguales que para un caudalímetro Vortex estándar Para esta aplicación concreta también se pueden utilizar otros caudalímetros Caudalímetro Vortex Caudalímetros másicos Coriolis Caudalímetro de turbina pero existen numerosos argumentos a favor de los caudalímetros Swirl de ABB Requiere muchos menos tramos rectos de tuberías Más económico, sobre todo en estos tamaños más grandes Menos sensible a la contaminación y a las burbujas de gas Diseño que no requiere mantenimiento Requiere menos tramos de tuberías rectas Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 25

26 Tecnología Coste de propiedad durante 5 años Swirl Delta P Másico térmico Coriolis Vortex Turbina Coste inicial Coste de la instalación Coste del ciclo de vida* * Incluyendo los costes de energía de la pérdida de carga y los costes de mantenimiento Incertidumbre de medición* Swirl Delta P Másico térmico Coriolis Vortex Turbina 0.5% 2% del rango de medida 0.9% 0.35% 1.0% 0.5% * Para aplicaciones de gas y vapor Longitud necesaria de tramos rectos de tuberías Swirl 3 D / 1 D Delta P Másico térmico Coriolis Vortex Turbina 15 D / 5 D 10 D / 5 D No requiere tramos rectos 15 D / 5 D 10 D / 3 D D = Diámetro nominal Aguas arriba Aguas abajo 26 Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones

27 Datos técnicos Toda la información más relevante de un vistazo Precisión para líquidos ± 0,5% del rango Precisión para gases y vapor ± 0,5% del rango Conexión a procesos Diseño bridado Tamaños DN15 (1/2") DN400 (16") Temperatura de proceso de -55 C a 280 C (de -67 F a 536 F) Presión nominal (estándar) PN40 / ASME clase 150/300 Presión nominal (máximo) PN160 / ASME clase 900 Viscosidad fluido de proceso máx. 30 cp Tramos rectos de tuberías requeridos Aguas arriba/aguas abajo - Después de una reducción 3 x DN / 1 x DN - Después de tubos acodados (3 dimensiones) 3 x DN / 1 x DN - Después de una válvula de control 5 x DN / 1 x DN Aprobaciones Ex ATEX, IECEx zona 1/2 y 21/22 cfmus clase 1 div. 1 NEPSI zona 1/2 Protocolos de comunicación HART, PROFIBUS PA, FF Caudalímetros Swirl FS4000 Guía de aplicaciones 27

28 Datos de contacto ASEA BROWN BOVERI, S.A. Process Automation División Instrumentación C/San Romualdo Madrid, Spain Tel: Fax: ABB S.A. Process Automation Av. Don Diego Cisneros Edif. ABB, Los Ruices Caracas, Venezuela Tel: +58 (0) Fax: +58 (0) Nota: Copyright 2013 ABB Todos los derechos reservados AG/FS4000_APPLICATIONS-ES ABB Automation Products GmbH Measurement Products Dransfelder Str Göttingen, Germany Tel: Fax: vertrieb.messtechnik-produkte@de.abb.com