mejores

1. Mejores Practicas de
Medición para Quemadores
: SICK MAIHAK Inc. : Confidential : Name (Date) 1
Wil Cámara, SICK MAIHAK
1
Foro de Lineamientos de Medición
México 2012

2. Contenido
1. Quien es SICK?
2. Introducción – Por que medir el gas a Quemador?
3. API – 14.10 (resumen)
- Consideraciones Aplicables
- Limitación de Tecnologías
- Consideraciones de Instalación
4.- Calibración e Incertidumbre
5.- Operación y Mantenimiento
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6.- Resumen

3. Tecnología Alemana Líder en Ultrasonido
SICK una empresa creada hace mas de 60 anos, operando en mas de 80 países, con
mas de 60 subsidiarias y mas de 5000 empleados, dedicando el 10% de la utilidad a
investigación y desarrollo. El resultado de mas de 30 años de experiencia en
ultrasonido:
: SICK MAIHAK Inc. : Confidential : Name (Date) 3
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Exhaust gas
measurement
Automotive
industry
FLOWSIC150
CARFLOW
Process
control
& Continuous
Emission
Monitoring
(CEM)
FLOWSIC100
Flare gas
FLOWSIC100
FLARE
FLOWSIC600
Natural gas &
Process
industry
Air velocity
measurement
Traffic tunnels
FLOWSIC200

4. Mejores Practicas de Medición para Quemadores
Por que medir el gas a Quemador?
Detección de Fugas
Balance de Másico
Razones Ambientales
: 40 CFR Part 98 – Greenhouse Gas Rule
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: 40 CFR Part 98 – Greenhouse Gas Rule
: European Emission certificate trade (regulation ETS)
: Norwegian Petroleum Directorate (NPD)
: Canada: ERCB (Energy Recources Conservation Board)
: Russia: governmental regulations (Putin directive)
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5. Porque tenemos que hacerlo!!Entonces... Porque medir el gas?
Mejores Practicas de Medición para Quemadores
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6. l API 14.10 Diseño Estándar en Aplicaciones de Flujo para Quemador
l
l 14.10 Resumen
Mejores Practicas de Medición para Quemadores
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l Consideraciones Aplicables
l Limitación de Tecnologías
l Consideraciones de Instalación
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7. l Medición de Gas o Vapor.
l Líquidos (gotas / neblina) pueden estar presentes.
l Diseñado para operar durante las peores condiciones.
l Bajas velocidades y presión
l Condiciones Difíciles
l Temperaturas excediendo 250C
l Altas velocidades excediendo 100 m/s
85 m/s = 300 k/h
Consideraciones Aplicables
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l Altas velocidades excediendo 100 m/s
l Amplio Rango en las Composición de los Gases
l H2, PM 2.01
l C5 y Altos PM
l El equipo seleccionado funcionara en el rango del PM presente?
l El equipo puede medir con ese PM correctamente?
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8. l Recomienda que los fabricantes entreguen un Reporte de Pruebas
representando el medidor ofrecido. Un documento escrito es aceptable.
l Estas mediciones requieren cambios drásticos en velocidades, tuberías
grandes, tipos de flujo, cambios en la composición del gas, presión y
temperatura.
Error curve, 6" CrossDuct
Consideraciones Aplicables
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-3
-2
-1
0
1
2
3
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Dev.[%]
VOG[m/s]
Error curve, 6" CrossDuct

9. l Medidores de Flujo por Presión Diferencial
l Pitot Tube, Venturi, Orifice Meter...
l Medidores Ópticos
l Optical Scintillation, Laser.
l Medidores de Masa por Flujo Térmico.
l Constant Temperature, Constant Power
l Medidores de Flujo por Turbinas
(unidad A)
Tecnologías para medición de quema
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l Medidores de Flujo por Turbinas
l Vortex Shedding
l Medidores de Flujo Ultrasónicos
l Tiempo de Transito
tAB

tBA
L
(unidad B)

10. l Presión Diferencial
l Perdida de presión permanente.
l Sensible al cambio de PM y densidad.
l Cobertura restringida.
l Incertidumbre muy alta en bajas velocidades
l No miden en baja presión / bajo flujo
Limitación de Tecnologías
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11. l Promedio de Tubo Pitot
l Baja perdida de presión en PD
l Bueno en altas velocidades y temperaturas
l Cobertura restringida
l Algunas restricciones en densidad y PM
l Opedores muy capacitados
Limitación de Tecnologías
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l Venturi
l Entre el pitoto y orificio hay perdida de presión.
l No puede ser removido en servicio
l Mismas restricciones en densidad y PM

12. l Orificio
l No usados para flujo en quemadores
l Usado mas para metano o N2.
l Medidores de Flujo Ópticos
l Miden solo velocidad y volumen actual del flujo.
l Puedes ser extraídos en servicio.
Limitación de Tecnologías
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l Puedes ser extraídos en servicio.
l Sensibles a fallar en la superficie de los ópticos
como gotas, neblina o contaminación.
l 0.1 – 60 m/s
l Puede requerir mantenimiento constante en la
limpieza de los ópticos

13. l Medidores de Flujo Térmicos
l Requieren una base de la composición
del gas para ser precisos
l Pueden requerir un analizador
conectado para compensar la
composición del gas (C6, C9)
Limitación de Tecnologías
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composición del gas (C6, C9)
l Sensibles a los líquidos y
contaminantes.
l Miden velocidad y masa
l Alta incertidumbre

14. l Medidores de Flujo con Turbina
l Deben ser instalados en plano horizontal para minimizar la
interferencia de líquidos con la parte baja de la tubería
l No usados para flujo en quemadores
l Cobertura restringida
l Buenos en las altas velocidades
Limitación de Tecnologías
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l Usados mas para metano o N2.

15. l Ultrasónicos
l Carrete o de inserción (extraíbles en línea
viva)
l Amplio rango de densidad y PM aceptable
l Amplia cobertura (mas de 4000 : 1)
l 0.03 – 120 m/s
Limitación de Tecnologías
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l 0.03 – 120 m/s
l Medición de Velocidad y Flujo Actual
l Medición de Peso Molecular
l Para flujo normalizado o flujo másico se
requieren presión y temperatura actual

16. Errores Asociados con Composiciones Fijas (API 14.10.4.3)
Error aproximado en la medición usando una composición fija del 1% CO2, 0.9% H2S, 97% metano,
1% etano y 1% propano cuando la composición de quema cambia:
• Caso 1 – 0.53% CO2, 0.47% H2S, 51.08% metano, 0.53% etano, 47.39% propano
• Caso 2 – 0.4% CO2, 0.36% H2S, 38.8% metano, 0.4% etano, 0.04% propano, 60% hidrogeno
• Caso 3 – 12% CO2, 0.8% H2S, 86.22% metano, 0.89% etano, 0.09% propano
Limitación de Tecnologías
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17. l Cuestionario Técnico
GENERAL
1 TAG number
2 Application / Service DROP-DOWN
3 Engineered by
4 Customer project
5 Line size DROP-DOWN
6 Line schedule
7 Design data Min. Max. Unit
8 Design temperature
9 Design pressure
PROCESS CONDITIONS
10 Flow Actual Conditions Min. Norm. Max. Units
11 Flow rate
12 Temperature
13 Pressure
14 Molecular weight
Consideraciones en la Instalación
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14 Molecular weight
15 Viscosity
16 Gas Composition [mole %] Min. Norm. Max. Emergency
17 Methan
18 Ethan
19 Propan
20 i-Butan
21 n-Butan
22 i-Pentan
23 n-Pentan
24 C6+
25 n-Heptane
26 n-Octane
27 n-Nonane
28 H2O
29 H2S
30 CO2
31 N2
32 H2
33 Acids
34 Others

18. Consideraciones en la Instalación
l Calculos del proceso
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19. Consideraciones en la Instalación
l Todos los medidores tienen diferentes tipos de instalaciones
l Requerimientos de tubería recta, requerimientos en Hot Tapping...
l Herramientas especiales...
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20. Área de Instalación
l Seguridad
l Alejado lo suficiente de la área de radiación de calor
l Si esta localizado cerca de la llama, una cubierta protectora aislante
de calor debe ser instalada en el equipo
l Aéreas de clasificación Clase 1, Div 1 o 2, Grupos A,B,C,D.
l Acceso para mantenimiento a los transductores vertical y
horizontalmente
Consideraciones en la Instalación
: SICK MAIHAK Inc. : Confidential : Name (Date) 20
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21. l API sugiere 20 diámetros aguas arriba y 10 diámetros aguas abajo pero
es flexible en cuanto a las recomendaciones del fabricante.
Consideraciones en la Instalación
Requerimientos de tubería
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Entre mayor sea la sección recta, tendremos mejores resultados en cualquier medidor. En condiciones
normales, después de una perturbación se requieren 10 diámetros aguas arriba y 5 diámetros aguas
abajo como mínimo. Mas complejas configuraciones isométricas requerirán consideraciones especiales.

22. Requerimientos de tubería
Consideraciones en la Instalación
l API sugiere 20 diámetros aguas arriba y 10 diámetros aguas abajo pero
es flexible en cuanto a las recomendaciones del fabricante.
: SICK MAIHAK Inc. : Confidential : Name (Date) 22
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Entre mayor sea la sección recta, tendremos mejores resultados en cualquier medidor. En condiciones
normales, después de una perturbación se requieren 10 diámetros aguas arriba y 5 diámetros aguas
abajo como mínimo. Mas complejas configuraciones isométricas requerirán consideraciones especiales.

23. Consideraciones en la Instalación
l Antes o Después de un Separador?
M
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e
d
i
d
o
r

24. l Despues del Separador (Knock-out drum)
Flowmeter
-Tubería 16”.
-20’ Arriba.
-60’ Abajo.
-Después del
Consideraciones en la Instalación
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-Después del
Separador
-Medidor Ultrasónico
-Presion y Temp.
-Codo
-Hot Tap en la tubería

25. l Tamaño de tubería
l Presión y Temperatura
l Para Ultrasónicos, consideración si existen gases agresivos
l Velocidades entre 0.1 m/s y mas de100 m/s
l Establecer todos los posibles escenarios mínimos, normales y
máximos
Consideraciones en la Instalación
: SICK MAIHAK Inc. : Confidential : Name (Date) 25
30/01/2012 25
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Es esto posible?
Cual es el flujo mínimo?
Podrá haber 100% H2, N2.. , niveles de
H2S y CO2 ?

26. l Seguir la recomendación del fabricante.
l Para ultrasónicos, el medidor de presión deberá estar en alineado con el
sensor aguas abajo.
l El sensor de temperatura deberá estar instalado a tres diámetros aguas
abajo del sensor de presión.
Localización de Presion y Temperatura
Consideraciones en la Instalación
: SICK MAIHAK Inc. : Confidential : Name (Date) 26
30/01/2012 26
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27. Calibración
l Certificación Individual.
l Carta escrita de calibración hecha por el fabricante.
l Incertidumbre total del equipo 3% máximo.
Calibración de Fabrica
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30/01/2012 27
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28. Incertidumbre
l Combinación de incertidumbre con primarios, secundarios y terceros
componentes.
l Proveer cálculos de Incertidumbre y Repetitividad
l La incertidumbre deberá cumplir con las normas aplicables
4.50
5.00
Uncertainty U95 [%] of normalized flowrate
1.40
Repeatebility [%]
: SICK MAIHAK Inc. : Confidential : Name (Date) 28
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Foro de Lineamientos de Medición
México 2012
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
0 20 40 60 80 100 120

29. Liquidos
l Consideración de líquidos presentes.
l Consideración de fallas potenciales.
l Algunos medidores ultrasónicos incrementan de manera automática la
frecuencia de acuerdo a las limitaciones encontradas
l Flujos con líquidos no afectan los ultrasónicos sin embargo es mejor
seguir con las mejores practicas de ingeniería
l Otras tecnologías.
Operación y Mantenimiento
: SICK MAIHAK Inc. : Confidential : Name (Date) 29
30/01/2012 29
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l Otras tecnologías.
l DP - Moderado a Alto
l Thermales - Alto
l Ópticos - Alto
l Vortex - Bajo
l Ultrasónicos - Bajo
l Solución es instalarlos después del separador

30. Diagnostico de Software
l Documento de Parámetros
l Verificación de cambios
l Detección de fallas en los
transductores
l Usados para
certificaciones anuales
Operación y Mantenimiento
: SICK MAIHAK Inc. : Confidential : Name (Date) 30
30/01/2012 30
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certificaciones anuales

31. Comisionamiento y Calibración Inicial en el Campo
l Fabricante tiene que tener un
plan detallado
l Existe una lista de actividades
a verificar?
l Forma parte de QA/QC
Operación y Mantenimiento
: SICK MAIHAK Inc. : Confidential : Name (Date) 31
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32. l Seguir las recomendaciones del fabricante.
l Espacio adecuado.
l Interferencias con otro equipo.
l Condiciones para retraer el equipo.
l Condiciones ambientales adversas.
Consideraciones para el Mantenimiento
Operación y Mantenimiento
: SICK MAIHAK Inc. : Confidential : Name (Date) 32
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l Plan para inspección y limpieza de los componentes.
l Acceso a presión y temperatura o equipo secundarios
l Válvulas, Manifolds y Conexiones
l Requerimientos para pruebas en el equipo.
l Frecuencia de calibración
l Requerimientos de la calibración

33. Verificación Periódica del Medidor
l Anualmente o menor?
l Tiempo mínimo fuera de operación para verificación.
l El medidor puede ser calibrado?
l Fabricante debe proveer procedimientos
l Fabricante debe proveer hojas de chequeo
Documentación apropiada para la regulación aplicable.
Operación y Mantenimiento
: SICK MAIHAK Inc. : Confidential : Name (Date) 33
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l Documentación apropiada para la regulación aplicable.
l Hoja de diagnósticos impresa.
l Hoja de parámetros impresa.
l Calibración cero y chequeo automático del funcionamiento del equipo
l No olvidar transmisores secundarios y equipo terciario

34. Resumen
l Tener una buena información del proceso.
l Selecciona un medidor que proveerá lo que se necesita
l Revisa la incertidumbre total del equipo
l Instalarlo en el lugar correcto
l Colocarlo con los diámetros correctos de tubería, aguas arriba y abajo.
l Desarrollar un QA/QC en planta para cumplir con requisitos de permisos
Para llevar!!
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l Desarrollar un QA/QC en planta para cumplir con requisitos de permisos
l Proveer una certificación inicial
l Proveer anualmente (o recomendado) certificación/verificación
l Proveer espacios adecuados para la seguridad y mantenimiento
l Hot Tapping en líneas existentes
l Carrete para nuevas instalaciones

35. : Gracias por su atención.