Calculo método De Medicion

UN METODO PARA EL CALCULO DE SISTEMAS DE MEDICIÓN EN TANQUES CON LA TECNOLOGIA HTG

( HIDROSTATIC TANK GAUGING).

INTRODUCCION.

El empleo del sistema HTG, ha ido ganando mayor aceptación, en la medida que la comunidad de sus usuarios han entendido mejor, los beneficios de esta tecnología. Un tema muy importante para los usuarios de HTG, es entender que precisión puede esperarse de tal sistema. En aras de un mejor entendimiento, ponemos a disposición de los encargados de manipular, decidir o adquirir sistemas semejantes, una metodología del cálculo de la precisión típica de un sistema HTG. El método esta basado en el análisis matemático de las ecuaciones típicas que se desarrollan en la medición con este sistema. Los cálculos usados en un sistema HTG están basados en un conjunto de consideraciones que relacionan la instalación de los equipos y las operaciones llevadas a cabo en los tanques.

EL SISTEMA HTG Y LAS NORMATIVAS INTERNACIONALES.

La manipulación y operación de los combustibles denominados hidrocarburos esta en gran medida regida por un conjunto de normas de carácter internacional elaboradas por el "Instituto Americano del Petróleo"(API), y otras instituciones normativas de carácter mundial o regional. Así el "standard" API 2545 especifica los requerimientos para el control de inventarios y transferencias de hidrocarburos y lista las tecnologías de medición de nivel a emplear. Como este "standard"es anterior a la aparición de los sistemas HTG basados en el desarrollo de transmisores inteligentes con altísima precisión, por supuesto, no incluye a estos.

El 13 de Noviembre de1989 la Organización Internacional de Standard"(ISO)., publicó el borrador de la propuesta del Comité Técnico , TC28 SC3 WG4 "Static Mass Measurement", el cual define los requerimientos para la medición de inventarios y transferencias de combustibles basado en la determinación de masa, exclusivamente con sistemas HTG. el cual fue circulado a todos los miembros y aprobado por el 75 % de estos, dando lugar a la publicación de la Norma ISO 11223-1-1995.

La Norma ISO 11223-1 está integrada por dos partes:

a.

b. 1ra Parte: Medición de masa por medio del sistema HTG.

c.

d. 2da Parte: Medición de volumen por medio del sistema HTG.

La definición de "masa verdadera" (masa la vacío) fue tomada de la Norma ISO 11228. En la Industria del Petróleo es común el uso del termino de masa aparente ( al aire), para las transacciones comerciales.

En 13 de Enero de 1990, API publico el borrador del Standard que sustituye la normativa API 2545 en la cual se encuentra listada la tecnología HTG para la medición de masa y nivel.

LOS CALCULOS DEL SISTEMA HTG.

Un sistema HTG realiza una serie de mediciones y cálculos para obtener:

•

• Valor de la densidad a determinada temperatura.

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• Valor del nivel.

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• Valor del volumen bruto.

•

• Valor neto de la masa y el volumen.

Las figuras # 1 y # 2 muestran la ubicación de los respectivos medidores (transmisores), en un tanque, para el empleo de un sistema HTG, típico.

El transmisor que mide el nivel es el que se ubica mas cerca del fondo del tanque, a una distancia "Z" que dependerá de las condiciones especificas de operación de cada instalación en particular. El segundo transmisor, para medición de la densidad, estará colocado a una distancia "L" del primero, y entre ambos se ubica una medición de temperatura.. La distancia "L" se determina en función de la altura del tanque y su operación, Típicamente se emplea el criterio de valorar "L" como el 20% de la altura total del tanque en cuestión. Es obvio que mientras mayor sea la magnitud de "L" mayor será la precisión del calculo de la densidad, pero hay limitantes practicas de operación que restringen esta

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dimensión. Generalmente y mediante el uso reiterado y su comprobación se ha obtenido un valor min. del dimencionamiento de "L" de 1.7 metros. Con dimensiones entre 2.0 y 3.0 metros están los mejores resultados sin comprometer las capacidades operativas de los tanques.

La ubicación típica de la toma de temperatura es alrededor de un ½ de "L", pero en cada caso esto puede variar en dependencia de la altura considerada mas representativa para el valor de cálculo a emplear.

Las ecuaciones típicas para los cálculos en un sistema HTG están listadas en la fig. # 3, en estas ecuaciones aparece el termino Gc, que es el factor de corrección de la constante gravitacional, la cual permite interpretar las mediciones de fuerza como masa. Esta constante es adimencional y su valor oscila alrededor de 1.0. El valor de Gc en cada caso estará determinado por la ubicación geográfica especifica del sistema HTG. En caso que la misma se desconozca se toma el valor de 1.0.

CONSIDERACIONES Y CONCEPTOS USADOS EN LOS SISTEMAS HTG.

En un Sistema HTG, la densidad calculada corresponde a la densidad medida entre los dos transmisores denominados Pf ( presión del fondo), y Pm ( Presión del medio). Por lo tanto se asume que el producto en todo el tanque es homogéneo (uniforme en composición en todo el volumen).

La temperatura medida entre los dos transmisores de presión (Pf y Pm) se asume como la temperatura promedio del contenido del tanque. La densidad a esta temperatura es conocida como densidad a la temperatura medida. (@t densidad).

CALCULO DEL NIVEL Y CONSIDERACIONES DEL SISTEMA HTG.

La precisión de la medición del nivel esta en dependencia de la medición de presión y de la precisión de las mediciones de las constantes "Z" y "L", API acepta la medición de nivel desarrollada por transmisores si estos se calibran mediante el procedimiento de medición manual (cinta calibrada, medición de temperatura y densidad).

La medición de nivel se basa en una medición anterior muy precisa de la densidad (@t densidad) a determinada temperatura.

CALCULO DEL VOLUMEN BRUTO Y CONSIDERACIONES DEL SISTEMA HTG.

El volumen bruto es calculado con un polinomio que es función del nivel. Los coeficientes de este polinomio son obtenidos desarrollando una regresión no lineal de los datos del aforo del tanque, la precisión del polinomio nunca será mejor que la contenida en los datos de aforo del tanque. Los valores obtenidos se depositan en una tabla de entrada como coordenadas X,Y. Que modifican la lectura del nivel del transmisor en función de la geometría particular del tanque.

CALCULO DE LA MASA Y CONSIDERACIONES

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