Equipos Tank Gaunging Es 1109

7/22/2019 Equipos Tank Gaunging Es 1109

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Equipos que componen un

sistema de medicin de nivel en tanques


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Un Sistema de Medicin de Nivel en Tanques tiene por objeto determinar la cantidad deproducto almacenado en un parque de tanques.Existen dos mtodos para conocer el inventariado en tanques:

a) Sistema basado en volumen, en el que las cantidades obtenidas se basan en la medicin denivel y temperatura.

b) Sistema basado en masa, adems de la medida de nivel y temperatura se har una correc-cin de la densidad a travs del peso de la columna hidrosttica que genera el lquido deproceso.

Independientemente del sistema utilizado ser de gran importancia la precisin, repetibilidadyfiabilidad de los elementos utilizados para componer cada Sistema de Medicin de Nivelcompleto.

Endress+Hauser les ofrece un Sistema de Medicin de Nivel completo que puede estarcompuesto por:

Transmisor de nivel radar o servo segn las condiciones de proceso.

Transmisor de temperatura promedio (multipunto o multirresistencia) con posibilidad demedicin del agua depositada en el fondo del tanque sonda puntual de temperatura.

Transmisor de presin fase gas, para medicin de la presin esttica del tanque en caso queel mismo est presurizado o inertizado.

Transmisor de presin de lquido para clculo de la densidad del producto a travs del pesode la columna hidrosttica del lquido de proceso en combinacin con la medicin del niveldel tanque. Para depsitos inertizados, se utilizara adems de este transmisor el de la fase gas

para compensar el efecto de la presin vapor sobre la columna de lquido. Transmisor de interfase producto/agua instalado en el fondo del tanque independiente a lasonda de temperatura promedio.

Descripcin de un sistema

de Medicin de Nivel en Tanques


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Elementos de medida que forman parte del Sistema

de Medicin de Nivel en Tanques

Transmisores de nivel radar

Transmisores de nivel radar (microondas)

Las microondas son ondas electromagnticas que se desplazan auna velocidad prxima a la de la luz (299.790 Km/seg.) y ademsse trasladan a unas longitudes de onda bastante concretas.

El transmisor de nivel radar de Endress+Hauser utiliza comomtodo de trabajo el principio de emisin de pulsos.

Una serie de pulsos con una frecuencia de 5.8 GHz es emitidacon una amplitud de 0.8 ns y una repeticin de 3.6 MHz. Estosmicro impulsos son emitidos por la antena del medidor de nivel ytras reflejarse en la superficie del producto retornan de nuevo a laantena a la misma frecuencia. Un circuito de muestreo se encargade convertir la seal en un valor legible.

El proceso de medicin en las microondas se denomina tiempode trnsito, esto significa que el transmisor calcula el tiempo deretorno de las microondas entre el transmisor y la superficie delproducto y lo convierte en una seal proporcional al nivel.

La principal ventaja que ofrecen las microondas aplicadas a lamedicin de nivel es que su velocidad de propagacin no se veafectada por el medio en el que se desplazan (vapores del pro-ducto de proceso), as como por posibles cambios de presin y/otemperatura.

Posteriormente se mide y compara el desfase entre laseal transmitida y la seal recibida. sta comparacinse denomina evaluacin de fase (Fig. 3). Gracias a laevaluacin de fase se logra reducir el error de 3 mm. delos radares de pulso tradicionales a errores del orden de0,5 mm.

Este equipo se utiliza bsicamente para medicin entubo tranquilizador (FMR532) .El radar transmite un pulso electromagntico con unabanda y frecuencia definidas que es transmitido, refleja-do en la superficie del producto y nuevamente recibidoen el radar. El tiempo de trnsito del pulso, permitecalcular la distancia entre el sistema de medicin y lasuperficie del producto (Fig.1).

Funcionamiento del radar de pulso con evaluacin de fase.(Radares con frecuencia de 5,8 MHZ)

Para determinar el tiempo de trnsito se utilizan cro-nmetros de precisin y gracias a ellos se logra analizarel pulso reflejado en el producto con respecto al pulsooriginalmente transmitido. Adems se compara el pulsoreflejado con respecto al pulso emitido del cual se guar-da una copia en la memoria del radar (Fig. 2).

Al ser la frecuencia mucho ms elevada, el desfase entrela seal emitida y la recibida es mnima y permite lamedicin con discrepancias menores de +/-0,5 mm sinnecesidad de la evaluacin de fase.

Funcionamiento del radar con frecuencias de 26 GHz)


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En el esquema adjunto, puede comprobarse el modelo de radar Micropilot dependiendo del rango de medida y tamao de trompetaseleccionado

La precisin absoluta de los transmisores de nivel radar Endress+Hauser es mejor que +/-1mm. Los requisitos de la API (American Pe-troleum Institute) en los transmisores de nivel para el control de inventarios y aplicaciones custody transfer se mencionan en el Captulo3.1b Apndice B (Custody Transfer).

De la tabla anterior se desprende que no se puede verificar laprecisin +-1 mm de los radares una vez instalados, ya que lainfluencia de la instalacin aumenta la imprecisin de los ins-

trumentos del orden de +-3mm. Por lo tanto, un transmisor denivel verificado en campo debe tener una desviacin mxima de+/-mm con el elemento de referencia en una aplicacin custodytransfer segn las especificaciones de API.

Por tanto, para cualquier tecnologa de medicin o marca de losmedidores, para tener una instalacin aprobada Custody Trans-fer es necesario que el elemento primario (medidor de nivel)

tenga una precisin de +/- 1 mm, para que el conjunto tengauna precisin de +/- 4 mm, ya que los efectos de la instalacin(deformaciones del tanque, inclinaciones de la brida) son de+/- 3 mm.


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Endress+Hauser entrega con cada radar de alta precisin, un certificado de calibracin detallado con 10 puntos en todo el rango

de medida, lo cul garantiza que el equipo tendr un comportamiento lineal en todo el campo de trabajo.

La comprobacin de los radares de alta precisin se realizan en el Banco de Calibracin existente en la fbrica de

Endress+Hauser, considerado como uno de los mejores de Europa.

A continuacin se presenta un ejemplo de un certificado de calibracin:

reprint

Kundennummer

Auftragsnummer des Kunden

Kommissionsnummer

Umgebungs-Temperatur

Bezugsnormal:

Prfung nach OIML R85

Das Gert entsprach zum Zeitpunkt der Prfung

unter den angegebenen Bedingungen an den

aufgefhrten Messpunkten den Vorgaben der

genannten Betriebsanleitung (BA ).

Werkskalibrierschein

Der Hersteller besttigt, dass die zu Qualittsprfungen des Erzeugnisses eingesetzten Messmittel

gltig kalibriert waren und auf nationale bzw. internationale Normale rckfhrbar sind.

/ Messergebnisse

Geprft durch

Prfdatum

Messpunkt R ef er en z E nt fe rn un g m m M essw er t m m A bw ei ch un g m m A bw ei ch un g %

Abwe

ichung

inmm

Referenz Entfernung in mm

Ende des Dokumentes

Messstellen-Nummer

Gertetyp

Seriennummer

M ax. Me ss ber ei ch Hor na nt en neParabolantenne

Maximale zul. Messabweichung 1 mm

Elektronik-Typ

Softwareversion

Obere ToleranzgrenzeAbweichung (digital)Untere Toleranzgrenze

SD858F/00/a2/08.06

71023884

At the time of verification, the measuring points

of the device indicated above were within

tolerance and in compliance to the published

specification of the referenced Operating

Instructions (BA ).

Factory Calibration Certificate

The manufacturer confirms that all measuring equipment used to assure the quality of the products

has been calibrated and is traceable to national and international standards.

Ambient temperature

Reference standard:

Test according to OIML R85

Customer number

Customer order number

Sales order number

Measuring results

Measuring point Reference Distance mm M ea su re d v al ue m m D ev ia ti on m m D ev ia ti on %

Operator

Date of inspection

End of document

Dev

iation

inmm

TAG number

Device type

Serial number

Max. Measuring range Horn antennaParabolic antenna

Max. permissible Deviation 1 mm

Electronic type

Software version

30 m40 m

Reference distance in mm

End of document

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Jenaer Messtechnik ZLM 500 S.Nr.: 225-91595/2

23 C 5 C

Endress+Hauser GmbH+Co. KG

Postfach/P.O. Box 1262

D-79690 Maulburg

Micropilot S FMR540

FMR540-151XEJAC4AA

950017010AD

4 ... 20 mA, HART

V01.01.00 HART

ROK07-05-1266

10466407 000010

106075

04. Jun 2007

995.5940

2553.008

4110.195

5666.451

7223.836

8781.246

10339.12

11895.49

13452.94

15008.95

995.5940

2553.370

4110.552

5666.100

7223.656

8781.247

10338.76

11895.67

13453.13

15009.22

0.000000

0.362410

0.357340

-0.351270

-0.180294

0.001492

-0.362410

0.186251

0.189565

0.265004

0.000000

0.014195

0.008694

-0.006199

-0.002496

0.000017

-0.003505

0.001566

0.001409

0.001766

Certificados de Calibracin


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Eleccin del transmisor radar Micropilot

La eleccin del equipo radar depende directamente de:

a) Precisin requerida en la medida de nivel

Este parmetro, marcar la decisin entre elegir un radar de +/- 1 mm de precisin(Micropilot S) o bien un radar de inventariado de +/- 3 mm de precisin (Micropilot Mo Levelflex M)

b) Tipo de producto de proceso (constante dielctrica del producto)

Junto con la altura del depsito, la constante dielctrica del producto definir el equipoms adecuado que garantice en todo el rango de medida la precisin y fiabilidaddescrita en el catlogo tcnico. El radar, es el transmisor de nivel ms adecuado paragasolinas, fuel, biodiesel

c) Caractersticas del depsito (techo fijo o techo flotante) y conexin a proceso

disponible (brida o tubo tranquilizador)

Aunque la constante dielctrica y el rango de medida nos lleven a definir el Micropilotms adecuado, muchas veces deberemos adaptarnos a las conexiones de proceso exis-tentes y cambiar la eleccin inicial para adaptar el radar al depsito.

d) Distancia de la conexin a proceso a las paredes del depsito

El radar emite un haz de energa polarizado que tiene una apertura (ngulo de emi-sin). En las aplicaciones con el requisito de alta precisin, debe garantizarse que entodo el rango de medida el haz de emisin no tocar las paredes del depsito.

FMR532FMR533FMR540


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modelo Proservo NMS5

Transmisores de nivel servo

Los medidores de nivel servo representan una evolucin delos instrumentos basados en flotador. En estos transmisores

se sustituye el flotador por un desplazador suspendido por un

hilo metlico. En lugar de un motor, el transmisor de nivel

servo utiliza un servomotor para hacer subir y bajar el despla-

zador, cuyo peso yflotabilidad se mide de forma continua por

un sistema de pesaje, el cul efecta el control sobre el servo

sistema.

El transmisor servo, es el nico instrumento capaz de medir

nivel con fiabilidad en aplicaciones con hidrocarburos ligeros,

LPG (Liquefied Petroleum Gas) o LNG (Liquefied Natural

Gas). Las caractersticas tcnicas del servo lo hacen muy ade-

cuado para solventar aplicaciones en Sistemas de Medicin

de Nivel: precisin +/- 0,7 mm, rango de medida hasta 28

metros y soporta temperaturas de proceso desde -200 a +200

grados centgrados.

Pero adems, es capaz de medir el nivel de interfases (hasta

dos niveles) e indicar la densidad de cada componente (pre-

cisin del interfase +/- 2,7 mm y precisin en la medida de

densidad de +/- 5 kg/m3).

En los depsitos que almacenan hidrocarburos, el perfil de

densidad a lo largo de toda la altura del depsito es cambiante

(estratificacin del producto, cambios de temperatura) por

ello es necesario tener un promedio de la densidad para poder

hacer un clculo correcto de la masa almacenada. El servo

incluye la funcin de visualizar la densidad del producto en

16 alturas diferentes para poder hacer un clculo ms realista

de la densidad promedio.

El transmisor Proservo incluye adems la compensacin

automtica de la expansin del cable y variacin del peso del

desplazador por las condiciones de proceso (temperatura).

En el siguiente esquema se muestran los componentes de un transmisor de nivel servo:


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Se ha comentado la importancia que tiene una medida de nivelprecisa yfiable en un Sistema de Medicin de Nivel, pero la

temperatura tiene un papel fundamental para realizar todas las

correcciones de volumen/masa as como la deformacin que sufre

el depsito por las dilataciones de las paredes metlicas.

La correccin de temperatura se realiza con una sondaflexible

multipunto que puede incorporar hasta 16 elementos de tempe-

ratura Pt100 (separados entre ellos hasta 2 mts) que puede tener

hasta 30 metros de longitud (altura del tanque).

La sonda de temperatura incorpora en el cabezal un convertidor

HART que a la vez recibe la informacin del nivel real del produc-

to en el tanque a travs del radar o el servo. Con esta informacin

la sonda de temperatura Prothermo es capaz de dar la temperatura

promedio de la parte del tanque que est cubierta con producto yla temperatura promedio de los vapores del producto.

La sonda Prothermo puede incorporar en su extremo, una sonda

capacitiva de hasta 2.000 mm de longitud para medir el nivel de

agua existente en un depsito de almacenamiento de hidrocarbu-

ro. Este nivel de agua ser restado del volumen total y ofrecer al

operador una lectura ms real del producto de proceso. Sonda multipunto de temperatura Prothermo NMT539

Transmisores de temperatura promediomodelo Prothermo NMT539:

Integrador de las variables de procesoIndicador a Pie de Tanque NRF 590

El transmisor de campo NRF590, adems de ser un indicador a

pie de depsito de hasta 6 instrumentos con protocolo Hart (radar,

sonda multipunto de temperatura, transmisor de presin)

es capaz de alimentar toda la instrumentacin conectada con

protocolo HART en topologa multidrop. La gran ventaja de este

integrador de seales es que, puede alimentar a los instrumentoscon una clasificacin elctrica de seguridad intrnseca evitando su-

bir mangueras con alimentacin independiente a la parte superior

del depsito que generalmente est clasificada como Zona 1 (alto

riesgo de ignicin)

Desde el integrador NRF 590 se puede visualizar y configurar toda

la instrumentacin asociada evitando subir a la parte superior del

depsito para la configuracin punto a punto.

El Tank Side Monitor NRF 590 es capaz de transferir la infor-

macin de las variables de campo a un PLC, DCS o SCADA con

alguno de los siguientes protocolos de comunicacin estandariza-

do: EIA-485 Modbus, Sakura V1, Whessoematic WM 550 o Enraf

BPM.

Integrador de las variables de proceso Tank Side Moni-

tor NRF 590


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La unidad TankVision incorpora un servidor Web que permite

la configuracin de cada uno de los tanques, el clculo de las

correcciones sobre la medicin de nivel y la monitorizacin de

los tanques, ejecutable desde cualquier navegador de Internet.

La aplicacin es independiente de la plataforma PC donde se

ejecuta y es accesible desde cualquier punto de la red Ethernet a

la que estn conectadas las unidades TankVision.

Modbus

Host LinkFieldCare

LAN TCP/IP

Data Concentrator

(Field Protocol)

V1, Modbus,

WM550,

TankVision

NXA820 Scanner

Monitorizacin en el Tank Vision NXA820


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Pantallas de definicin de los tanques.

Pantallas de definicin de productos.

Informacin detallada del nivel y la temperatura en cada uno de los tanques.Informacin acerca del estado de alarmas en cada uno de los tanques.

Registro de las variables medidas peridicamente para su posterior visualizacin y anlisis.

Informes peridicos de alarmas.

Envo de mensajera SMS, emails, llamadas en el suceso de alarmas.

Avanzada gestin de usuarios para proteger la planta y el acceso no autorizado a la aplica-

cin: Diferentes usuarios con diferentes derechos sobre la aplicacin (accesos restringidos a

pantallas, acciones, etc..)

Caractersticas :


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Glosario de trminos

TOV: Total Observed Volume (a la temperatura obserbada)

CTsh: Correction for Tank Shell Temp. Effect

FWC: Free Water Correction

TCT: Tank Capacity Table

FRC: Floating Roof Correction

GOV: Gross Observed Volume = (TOV-FWC) x CTsh +/- FRC

VCF: Volumetric Temperature Correction (correccin a travs de

tablas estandarizadas segn API/ASTM)

OD: Observed Density (lectura del transmisor de presin / presin

diferencial de la densidad a temperatura de proceso)

RD: Referente Density (a temperatura de 15 grados centgrados)OD = RD x VCF

La masa se obtiene directamente de GOV x OD

CP XXXD/23/es/11.09INDD 2.0

Espala

Endress+Hauser,S.A.Constituci, 3A08960 Sant Just DesvernBarcelonaTel. +34 93 480 33 66Fax +34 93 473 38 39http://[email protected]

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