1、 Manual de Estndares de Medicin de Petrleo Captulo 5Medicin Seccin 3Medicin de Hidrocarburos Lquidos Mediante Medidores de Turbina QUINTA EDICIN, SEPTIEMBRE 2005 ADNDUM 1, JULIO 2009 Esta traduccin no remplaza ni substituye la versin en Ingls la cual permanece como la norma oficial. Puede existir un
2、a versin en Ingls ms reciente. API no ser responsable por ninguna discrepancia o interpretacin de esta traduccin. This translated version shall neither replace nor supersede the English-language version, which remains the official standard. A newer version of the English-language standard may be ava
3、ilable. API shall not be responsible for any discrepancies or interpretations of this translation. Manual de Estndares de Medicin de Petrleo Captulo 5Medicin Seccin 3Medicin de Hidrocarburos Lquidos Mediante Medidores de Turbina Coordinacin de Mediciones QUINTA EDICIN, SEPTIEMBRE 2005 iv Notas Espec
4、iales Las publicaciones API solo refieren a problemas de naturaleza general, En caso de circunstancias particulares, se deberan revisar las leyes y reglamentos locales, estatales y federales. El API no se encarga de cumplir con las obligacin de los patrones, fabricantes o proveedores en advertir, ad
5、iestrar y equipar correctamente a sus empleados y a otros expuestos, concerniente a riesgos y precauciones sobre salud y seguridad, ni tampoco de hacer cumplir sus obligaciones bajo las leyes locales, estatales o federales. NI el API, ni tampoco sus empleados, subcontratistas, consultores, comits o
6、cualquier otro apoderado, otorgan garanta o representacin alguna, explcita o implcita, respecto a las precisin, integridad o utilidad de la informacin aqu contenida, o asumen obligacin o responsabilidad alguna por el uso, o el resultado del uso, de cualquier informacin o proceso mencionado en esta p
7、ublicacin. Ni el API o sus empleados, subcontratistas, consultores, o cualquier otro apoderado, aseguran que el uso de esta publicacin no viola los derechos de propiedad privada. Las publicaciones del API pueden ser utilizadas por cualquiera que desee hacerlo. El Instituto se ha esforzado para asegu
8、rar la exactitud y confiabilidad de los datos contenidos en ellas; sin embargo, el Instituto no efecta representacin, garanta o aval en relacin con esta publicacin y expresamente se deslinda por este medio de cualquier responsabilidad u obligacin por prdidas o daos que resulten de su uso o por la vi
9、olacin de cualquier reglamentacin que tenga jurisdiccin con la que esta publicacin pudiera entrar en conflicto. Las publicaciones del API se publican para facilitar una amplia disponibilidad de las prctica confiables y probadas, tanto operativas como de ingeniera. Estas publicaciones no pretenden ev
10、itar la necesidad de ampliar el buen juicio de ingeniera en cuanto a cundo y dnde se deberan utilizar. La formulacin y edicin de publicaciones del API no pretende de ninguna manera impedirle a alguien en utilizar cualquier otra prctica. Cualquier fabricante de materiales o equipo de marca conforme a
11、 los requerimientos establecidos de un estndar API es el nico responsable de cumplir con todos los requerimientos aplicables del estndar. API no representa garanta, o garantiza que el desempeo de algn producto sea conforme al estndar API aplicable. All rights reserved. No part of this work may be re
12、produced, translated, stored in a retrieval system, or transmitted by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, or otherwise, without prior written permission from the publisher. Contact the Publisher, API Publishing Services, 1220 L Street, NW, Washington, DC 20005. Copyright 2012
13、 American Petroleum InstitutePrologo El Captulo 5 del Manual de Estndares de Medicin de Petrleo del API (MPMS del API) brinda recomendaciones basadas en las mejores prcticas de la industria para la medicin de hidrocarburos lquidos en aplicaciones para transferencia de custodia. Las mltiples seccione
14、s de este captulo estn pensadas para ser utilizadas junto con el Captulo 6 del MPMS del API a fin de proporcionar un criterio de diseo para la medicin de hidrocarburos lquidos para transferencia de custodia que se realiza en la mayora de las aplicaciones para aviones, martimas, de tuberas y en termi
15、nales. La informacin contenida en este captulo tambin puede ser aplicable a la medicin que no sea de transferencia de custodia. Este captulo trata acerca de los principales tipos de medidores que se utilizan actualmente: medidores de desplazamiento, medidores de turbina y medidores Coriolis. Si otro
16、s tipos de medidores obtienen una amplia aceptacin para la medicin de hidrocarburos lquidos para la transferencia de custodia, se incluirn en secciones posteriores de este captulo. Ninguna informacin contenida en cualquier de las publicaciones del API debe interpretarse como el otorgamiento de ningn
17、 derecho, por implicacin u otro motivo, para la fabricacin, la venta o el uso de ningn mtodo, aparato o producto respaldado por patentes de invencin. Tampoco debera interpretarse el contenido de esta publicacin como el aseguramiento de ninguna persona de su responsabilidad por la violacin de las pat
18、entes de invencin. Este documento se gener siguiendo los procedimientos de estandarizacin del API que aseguran una notificacin y una participacin adecuada en el proceso de desarrollo, y est diseado como un estndar del API. Las preguntas relacionadas con la interpretacin del contenido de esta publica
19、cin o los comentarios y las preguntas relacionados con los procedimientos segn los cuales se desarroll esta publicacin deberan dirigirse por escrito al Director of Standards, American Petroleum Institute, 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005. Las solicitudes de autorizacin para la reproduccin
20、 o la traduccin total o parcial del material aqu publicado tambin deberan dirigirse al Director. Generalmente, los estndares del API se repasan, se revisan, se reafirman o se eliminan como mnimo cada cinco aos. Puede agregarse una nica extensin de hasta dos aos a este ciclo de repaso. El estado de l
21、a publicacin se puede consultar llamando al Departamento de Estndares del API (Standards Department), telfono (202) 682-8000. Anualmente, se publica un catlogo de las publicaciones del API y es actualizado cada tres meses por el API, 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005. Sugerencias para e re
22、visiones son bienvenidas y deberan enviarse a Standards and Publications Department, API, 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005, standardsapi.org. Contenido 5.3.1 INTRODUCCIN 1 5.3.2 ALCANCE 1 5.3.3 CAMPO DE APLICACIN . 1 5.3.4 PUBLICACIONES DE REFERENCIA 2 5.3.5 ACONDICIONAMIENTO DE FLUJO 3 5
23、.3.6 CONTRAPRESIN MNIMA PARA EVITAR LA CAVITACIN . 4 5.3.7 DESEMPEO DEL MEDIDOR . 5 5.3.7.1 Factor del Medidor 5 5.3.7.2 Causas de Variaciones en el Factor del Medidor 6 APNDICE A TECNOLOGA DE ACONDICIONAMIENTO DE FLUJO SIN ELEMENTOS DE ALINEACIN . 10 APNDICE B GENERACIN DE SEAL 14 APNDICE C PRCTICA
24、 RECOMENDADA PARA PROBAR MEDIDORES DE TURBINA EN LAS INSTALACIONES DEL FABRICANTE 15 Figuras 1 Nombres de las Partes Tpicas del Medidor Turbina 2 2 Ejemplo de Ensamble de un Acondicionador de Flujo con Elemento de Alineacin Tipo Tubo 4 3 Efectos de Cavitacin sobre la Velocidad del Rotor . 6 4 Caract
25、ersticas del Desempeo del Medidor Turbina 7 A-1 Configuracin de la Tubera en la que un Reductor Concntrico Antecede a la Corrida del Medidor (Ks= 0.75) . 11 A-2 Configuracin de la Tubera en la que un Codo en Lnea Antecede a la Corrida del Medidor (Ks = 1.0) . 12 A-3 Configuracin de la Tubera en la q
26、ue dos Codos en Lnea Anteceden a la Corrida del Medidor (Ks= 1.25) . 13 A-4 Configuracin de la Tubera en la que dos Codos en Lnea en ngulos Rectos Antecede a la Corrida del Medidor (Ks= desconocida) . 13 A-5 Configuracin de la Tubera en la que una Vlvula antecede a la Corrida del Medidor (Ks= 2.5) .
27、 13 Tabla A-1 Valores para L y L/D para las Figuras A-1 a A-5 12 1 Captulo 5Medicin Seccin 3Medicin de Hidrocarburos Lquidos Mediante Medidores de Turbina 5.3.1 Introduccin El Captulo 5.3 del MPMS del API, junto con las consideraciones generales para las mediciones por medidores que se encuentran en
28、 el Captulo 5.1 del MPMS del API, describe los mtodos para obtener mediciones de cantidad adecuadas con medidores de turbina en el servicio de hidrocarburos lquidos. Un medidor de turbina es un dispositivo de medicin de flujo con un rotor que detecta la velocidad del lquido que fluye por un conducto
29、 cerrado (ver Figura 1). El lquido que fluye hace que el rotor se mueva con una velocidad tangencial proporcional a la velocidad de flujo promedio (que es verdadera si el arrastre mecnico y viscoso en el rotor es insignificante). La velocidad promedio del flujo se asume que es proporcional al caudal
30、 volumtrico la tasa de flujo volumtrico (lo que es verdadero si el rea de flujo transversal a travs del rotor permanece constante). El movimiento del rotor se puede detectar mecnicamente, pticamente o elctricamente, y se registra. El volumen que pasa a travs del medidor se determina realizando una p
31、rueba en comparacin con un volumen conocido, como se explica en el Captulo 4 del MPMS del API. Se reconoce el uso de otros medidores distintos a los tipos que se describen en el Captulo 5.3 para medir hidrocarburos lquidos. Esta publicacin no aprueba ni recomienda el uso preferencial de medidores de
32、 turbina, ni intenta restringir el desarrollo de otros tipos de medidores. Las secciones de este captulo pueden resultar muy tiles para aquellos que utilizan otros tipos de medidores. 5.3.2 Alcance Esta seccin del Captulo 5 del MPMS del API abarca las caractersticas de desempeo exclusivas y los requ
33、isitos de instalacin de los medidores de turbina en el servicio de hidrocarburos lquidos. 5.3.3 Campo de Aplicacin El campo de aplicacin de esta seccin son todos los segmentos de la industria del petrleo en los que se requiere la medicin dinmica de hidrocarburos lquidos. Esta seccin no se aplica a l
34、a medicin de fluidos a dos fases. 2 CAPTULO 5MEDICIN 5.3.4 Publicaciones de Referencia Las ediciones actuales de los siguientes estndares de MPMS del API contienen informacin aplicable a este captulo: Manual de Estndares de Medicin de Petrleo del API Chapter 4 “Proving Systems” (Sistemas de Prueba)
35、Chapter 5.1 “General Considerations for Measurement by Meters” (Consideraciones Generales para la Medicin con Medidores) Chapter 5.4 “Accessory Equipment for Liquid Meters” (Equipos Auxiliares para Medidores de Lquidos) Chapter 5.5 “Fidelity and Security of Flow Measurement Pulsed-Data Transmission
36、Systems” (Fidelidad y Seguridad de los Sistemas de Transmisin de Pulsos/Datos en Medicin de Flujo) Chapter 7 “Temperature” (Temperatura) Chapter 8 “Sampling” (Muestreo) Chapter 11 “Physical Properties Data” (Datos de Propiedades Fsicas) Chapter 12 “Calculation of Petroleum Quantities” (Clculo de Can
37、tidades de Petrleo) Chapter 13 “Statistical Aspects of Measuring and Sampling” (Aspectos Estadsticos de Medicin y Muestreo) FlujoFlujoDiseo del Estator en SuspensinDiseo del Estator Aguas arriba/Aguas abajo Notas1. Estator Corriente Arriba 7. Estator Corriente Abajo2. Soportes del Estator Corriente
38、Arriba 8. Soporte Estator Corriente Abajo3. Cojinetes 9. Carcasa del Medidor4. Eje 10. Sensor 5. Eje del Rotor 11. Conexiones6. Paleta del RotorFigura 1Nombres de las Partes Tpicas del Medidor TurbinaSECCIN 3MEDICIN DE HIDROCARBUROS LQUIDOS MEDIANTE MEDIDORES DE TURBINA 3 5.3.5 Acondicionamiento de
39、Flujo 5.3.5.1 El desempeo de los medidores de turbina podra estar afectado por los remolinos y los perfiles de velocidad irregulares que son originados por las configuraciones de tubera corriente arriba y corriente abajo, las vlvulas, los filtros, las bombas, los accesorios, la desalineacin de las j
40、untas, las juntas que sobresalen, los defectos de soldaduras u otras obstrucciones. El condicionamiento de flujo se utilizar para superar los efectos adversos de los remolinos y de los perfiles de velocidad irregulares en el desempeo del medidor de turbina. 5.3.5.2 El acondicionamiento del flujo tpi
41、camente requiere del uso de tubera recta con suficiente longitud o una combinacin de tubos rectos y elementos de condicionamiento de flujo que se insertan en la corrida del medidor corriente arriba (y corriente abajo, si el flujo a travs del medidor es bidireccional) del medidor de turbina (p. ej.:
42、la Figura 2). 5.3.5.3 Cuando solo se utiliza un tubo recto para el acondicionamiento del flujo, el esfuerzo cortante del lquido o la friccin interna entre el lquido y la pared del tubo debern ser suficientes para lograr el acondicionamiento de flujo requerido. Se recomienda consultar el Apndice A co
43、mo gua para aplicar la tcnica. a) La experiencia ha demostrado que en algunas instalaciones (p. ej.: corriente abajo de un simple codo o una T sin un filtro cercano) una longitud de tubera recta de 20 dimetros del calibre interior del medidor corriente arriba del medidor y de 5 dimetros del calibre
44、interior del medidor corriente abajo del medidor pueden brindar un condicionamiento eficaz del flujo. b) Para remolinos intensos, como aquellos generados por dos codos juntos acoplados fuera de lugar (es decir, con un remolino no simtrico) o por un cabezal (es decir, un remolino simtrico doble), se
45、requiere un acondicionador de flujo de tipo elemento de alineacin (es decir, un rompedor de remolinos). Estos tipos de remolinos se disipan lentamente en tubos rectos, y a menudo existen despus de 100+ dimetros en tubos rectos. c) Las pruebas de investigacin realizadas con agua por el API en 2005 a
46、2006 demostraron que un filtro, ubicado inmediatamente corriente arriba de varios tipos de acondicionadores de flujo y un medidor de turbina de 4 pulgadas de dimetro con un rotor de paletas mltiples sin reborde pueden producir cambios en el factor del medidor cuando la cantidad y la ubicacin de los
47、residuos en la malla del filtro cambia; sin embargo, los cambios observados eran significativamente superiores en magnitud con el acondicionador de flujo con tramo de tubo recto de 20 dimetros. Se desconoce la distancia corriente arriba del medidor de turbina a la que debe ubicarse el filtro para mi
48、nimizar o eliminar este problema. As, es preferible utilizar un elemento de acondicionamiento de flujo en lugar de utilizar solamente un tubo recto, para brindar un acondicionamiento de flujo ms eficaz. d) Adems, en esta prueba de investigacin limitada se encontr que a menos que se utilice un mecani
49、smo de posicionamiento y cierre positivo de la canasta del filtro, el cambio de la cantidad y ubicacin de los residuos en la malla de la canasta del filtro produjo cambios significativos en el factor del medidor, cuando se utilizaron elementos de acondicionamiento tipo haz de tubos o de placa de alto r
