33336638 Analisis de Las Normas AGA 3 7 8 E 9 en Espanol

ANALISIS Y UTILIZACIÓN DE REPORTESAGA APLICABLES A LA MEDICIÓN DE GAS NATURAL 1ª JORNADA TÉCNICA INTERNACIONAL EN MEDICION DE FLUJO DE GAS AGA Report nº 3 Orifice Metering of Natural Gas and Other Related Hydrocarbon Fluids AGA Report nº 7 Measurement of Gas by Turbine Meters AGA Report nº 8 Compressibility Factors of Natural Gas and Other Related Hydrocarbon Gases AGA Report nº 9 Measurement of Gas by Multipath Ultrasonic meter IP T CAMPO DE APLICACION  Medidores tipo turbina axiales  Regula la medición de gas en los siguientes aspectos:  Construcción  Instalación  Operación  Prácticas de calibración  Métodos de cálculo para determinación de flujo volumétrico y másico de gas . IP IPT T CONSTRUÇÃO COMPONENTES DEL MEDIDOR TIPO TURBINA Cuerpo Rotor da turbina Indicador mecánico o electrónico Conexión Pasaje anular Entrada Estator de salida Estator de entrada Invólucro do mecanismo FIGURA 1 Salida . IP IPT T CONSTRUÇÃO MEDIDORES TIPO TURBINA . Comprimento .IP IPT T Termómetro de control Toma de presión Pt100 VARIACION DE PARAMETROS DENTRO DE UN MEDIDOR TIPO TURBINA Diagrama equivalente de fluido de un medidor tipo turbina Presión p Conversión de energia presión  energia rotacional Curva de presión a través de un medidor turbina Diferença de temperatura 1oC Variaçión de la temperatura del gas a través de una turbina a una velocidad de 18 m/s. IP IPT T CONFIGURACION RECOMENDADA PARA INSTALACION DE UN MEDIDOR TIPO TURBINA . IP IPT T CONFIGURACION OPCIONAL PARA INSTALACION DE UN MEDIDOR TIPO TURBINA (Short coupled) . IP IPT T CONFIGURACION OPCIONAL PARA INSTALACION DE UN MEDIDOR TIPO TURBINA (Closed coupled) . IP IPT T CONFIGURACION RECOMENDADA PARA INSTALACION DE MEDIDOR TIPO TURBINA ANGULAR . IP IP IPT T T RECTIFICADOR DE FLUJO . IP IP IPT T CURVA DE EXACTITUD DE UN MEDIDOR TIPO T TURBINA A PRESION ATMOSFÉRICA . IP IP IPT T T EFECTO DE FLUJO HELICOIDAL EN UN MEDIDOR TIPO TURBINA . IP IP IPT T T LIMITACION DE APLICACION DEL MEDIDOR TIPO TURBINA . IP IP IPT T PRUEBAS DE UN MEDIDOR TIPO TURBINA EN T DIFERENTES PRESIONES Y DESPUES DE 5 AÑOS . IP IPT T . IP IPT T COMPRESIBILIDAD  Definición del Diccionario de la Industria del Petróleo: “Relación del volumen real del gas a una temperatura y presión dadas por el volumen del gas cuando es calculado por la Ley de los Gases Ideales.” Z = PV / n R T  O sea:  Desvio de la Ley de los Gases Ideales o “no-idealidad de un gas.”  Z es afectada por la: - presión - temperatura - composición del gas IP IPT T COMPRESIBILIDAD  Importante para una medición exacta de flujo de gas  Pero, es muchas veces equivocada porque: • No es fácil de entender y calcular • Exige algún conocimento de química • Despreciable en las condiciones base • Puede representar 20% de corrección del volumen e altas presiones • Varía mucho en función de la composición • Los hidrocarburos son más compresibles que los gases inertes IP IPT T Modelo teórico de una molécula de Metano (CH4) H C H H H Gas ideal (He, Freon): colisión elástica entre las moléculas de gas Gas real: colisión no es perfectamente elástica entre las moléculas de gas debido a las fuerzas de Van der Waals (adherencia) IP IPT T MÉTODOS DE CÁLCULO DEL FACTOR DE COMPRESIBILIDAD Z • Sumatoria de los segundos coeficientes viriales GPA 2172-86 y anteriores • Método alternativo de sumatoria de los términos b1/2 • NX-19 (Método AGA anterior a 1992) • AGA-8 Gross • AGA-8 Detail .  Basado en ecuaciones iterativas de cálculo computacional  Las ecuaciones para cálculo de Fpv son ecuaciones de estado basadas en mezclas complejas y conjuntos de combinaciones binarias de moléculas puras. con la intención de cubrir un rango mas amplio de condiciones.  El cálculo detallado y una combinación de la Segunda Ecuación Virial para aplicaciones de baja densidad. como en las líneas de transporte de gas natural. . 8  Publicado en 1992.IP IPT T MÉTODO DEL AGA REPORT No. y funciones exponenciales para las aplicaciones de densidad mas elevada. y de ser mas exacto. IP IPT T MATRIZ DE COBERTURA DEL AGA REPORT No. 8 . IP IPT T AGA REPORT No. y concentraciones de CO2 y N2. . 8 Detail Method • Rango de aplicación mas amplio • Exige un análisis completo del gas AGA REPORT No. calor específico o composición de metano. 8 Gross Method • Rango de aplicación restringido • Permite el cálculo con datos incompletos de la calidad del gas • Permite el uso de la gravedad. 8 Detail Method .IP IPT T Incertidumbre del cálculo de la AGA Report No. 8 Fpv: antiguo factor de supercompresibilidad 673.20 FPV Gás rico (1239 BTU) Fpv = 1/Zb 1.4 409.15 1.2 936.95 0.IP IPT T Error de Z o Fpv versus Presión 1.6 1200 .00 0.90 PSIA 146.05 FPV Gás pobre (1034 BTU) 1.10 1. IP IPT T . IP IPT T PLACA DE ORIFICIO P P v Normas: D T d ISO 5167 e AGA Report #3 2 1  d   C m   2 P  4 1  4 d β D . IP IPT T Tomadas de pressão do tipo D e D/2 Tomadas de pressão do tipo corner taps TOMAS DE PRESIÓN Escoamento Pressão sobre a parede interna do tubo Tomadas de pressão do tipo flange taps Plano da "vena contracta" Perda de carga efetiva .  El documento presenta las especificaciones para la construcción e instalación de placas de orificio. Part 3. . 3. tubos de medición y conexiones asociadas.  La utilización de placas con tomas de presión del tipo pipe taps está detallada en el AGA Report No. 3.IP IPT T PREFACIO  El AGA Report No. Part 2 suministra las exigencias de la especificación y de la instalación para la medición de fluidos Newtonianos monofásicos y homogéneos utilizando sistemas de medición con placas de orificio concéntrico con tomas de presión de tipo flange taps. IP IPT T REQUISITOS DE ESPECIFICACION E INSTALACION  El AGA Report No. . no deberia afectar la incertidumbre previamente definida para esta ecuación.  En particular. por lo tanto.  Este cambio reduce la incertidumbre atribuible a los efectos de la instalación a una magnitud menor que la de la incertidumbre del banco de datos en el cual se basa la ecuación de ReaderHarris/Gallagher (RG). las exigencias en cuanto a los tramos rectos de tubería fueron ampliadas. 2000 trae alteraciones en las tolerancias de especificaciones mecánicas en relación a las ediciones anteriores. 4th edition. 3. Part 2. IP IPT T ACTUALIZACION DE INSTALACIONES YA EXISTENTES  El documento no exige la actualización de instalaciones ya existentes. si las instalaciones de medición no fueran actualizadas.  La decisión sobre la actualización de las instalaciones existentes es una decisión que corresponde a las partes involucradas. .  Entretanto. pueden ocurrir errores de medición debido al acondicionamiento inadecuado del flujo en los tramos rectos de tubería aguas arriba. 45 pulgadas .IP IPT T RELACION DE DIAMETROS r  La norma se basa en relaciones de diámetros (r) en el rango entre 0.2 y 0.75  El uso de medidores en los extremos del rango de r debe evitarse siempre que sea posible  La incertidumbre mínima para el coeficiente de descarga Cd es conseguida con r entre 0.6 y diámetros de orificios iguales o mayores que 0.10 y 0. si es utilizado. el tubo de medición.IP IPT T ELEMENTO PRIMARIO El elemento primario se define como el “conjunto constituído por la placa de orifício. la porta-placa con sus tomas de presión diferencial asociadas. y el acondicionador de flujo.” . IP IPT T . IP IPT T . IP IPT T . IP IPT T . IP IPT T . IP IPT T . IP IPT T . IP IPT T . IP IPT T . IP IPT T . IP IPT T . IP IPT T . XQ9801 June 1998 . Virginia 22209 Catalog No. 9 Copyright  1998 American Gas Association All Rights Reserved Operating Section American Gas Association 1515 Wilson Boulevard Arlington.IP T Measurement of Gas by Multipath Ultrasonic Meters Transmission Measurement Committee Report No. IP T Principio de Operación  Uno o mas pares de transductores  Tránsito alternado de señal de 100 (& 200) kHz  Medición de la diferencia en el tiempo de tránsito  Cada par de transductores muestra varias veces/seg  Determinación de la velocidad del gas  Calcula el volumen a partir de la velocidad media Transdutores  D L/2 L/2 v . IP T Transmisión de Señal Ultra-sónica . IP T Ecuaciones Básicas Importantes Travel TravelTime TimeEquations Equations L tj = c + v  cos  L tm= cv  cos  vˆ = Velocity Velocity Equation  1 1 L Equation  2  cos   t j -  tm    . IP T Ecuaciones Básicas Importantes  r v(r) = vmax  1 . R  1 n 1  S v(r) dS S = kc 1 L v(r) dL L 1 v = L v(r) dr L 1 V =  S v(r)dS S vm = f adjust  k c  v L La expresión mas importante !!!   d2 Q = vm  4 . IP T Requisitos de un Medidor Ultra-sónico  Cuerpo del medidor de alta calidad  Reloj de alta resolución  Electrónica estable  Sistema de procesamiento de señales inteligente  Resultados de pruebas y calibraciones extensivas . 0018 segundos .IP T Ejemplo de Tiempo de Tránsito Diámetro nominal del medidor= 12” Longitud típica del rayo = 0.70 / 387 = 0.70 m Velocidad del sonido en GN = 387 m/s Tiempo de tránsito para velocidad cero del gas = Longitud / Velocidad del sonido = 0. . Cos 60  ) = 1.8065 .700 ) / (387 + 2 .IP T Ejemplo de Tiempo de Tránsito L  T j Tiempo de tránsito aguas arriba : c  v  cos  (Velocidad del gas a 0. 10 Sec.61 m/s ) -3 T j = ( 0. IP T Rayo Reflectivo Único (Medición para control) . IP T Dos Rayos Reflectivos (Transferencia de custodia) . IP T Tres Rayos Reflectivos (Transferencia de custodia) . IP T Combinación Matricial de Cinco Rayos (Transferencia de custodia) . IP T Aplicaciones de Medidores Ultra-sónicos  Mediciones de transferencia de custodia  Plantas termoeléctricas  Balance de gasoductos  Almacenamiento subterraneo  Control de compresores  Medición offshore para pago de impuestos . IP T Ventajas del Medidor Ultra-sónico  Amplio rango de operación (> 50:1)  No causa pérdida de carga  Medición de flujo bi-direccional  Exactitud elevada  Linealidad  Exento de partes móviles. bajo mantenimiento  Aplicable a gases sucjos y con algunos líquidos . IP T Limitaciones Operacionales Típicas  Temperatura del gas: -30°C  +80°C  Presión del gas: 1 a 690 bar g (15 a 10000 psi g)  Contenido de CO2 inferior a 20%  Temperatura ambiente: -40°C  +60°C  Nivel de H2S depende del transductor  Velocidades del gas hasta 30 m/s . IP T Requisitos Generales de Instalación  10D aguas arriba recomendado  5D aguas abajo recomendado  Acondicionador de flujo opcional  Evitar válvulas de control con dif >14 bar.  Calibración contra medidor patrón opcional . 6 q min q t q max .7% (q i ≥ q t ) -0.0 Repetitividade: ± 0.1q max -1.8 -1.7% 0.2 Limite expandido do erro: +1.2% (q i ≥ q t ) q t ≤ 0.6 Erro [%] 0.2 -1.0 Erro max pico a pico: 0.8 Limite de erro para medidores grandes (>12”): +0.2 -0.0% 1.0 0.6 1.2 0.4 0.4 -0.4% (q i < q t) Limite de erro para medidores pequenos (<12”): +1.4% (q i < q t) -1.4 Repetitividade±0.4 Limite de erro para medidores pequenos (<12”): -1.7% -0.4% (q i < q t ) 1.0% Limite expandido do erro: -1.IP T Requisitos de Desempeño de AGA #9 Leitura de zero < 12 mm/s (para cada feixe acústico) 1.6 Limite de erro para medidores grandes (>12”): -0. 1)  Error máximo pico a pico: 0.4% ( q min  q i  q t ) (Ver Fig.2% ( q t  q i  q max )  0.001 m/s  Intervalo de muestreo:  1 segundo  Lectura de caudal nula: < 12 mm/s para cada rayo acústico . 1)  Repetibilidad:  0.7 % ( q t  q i  q max ) (Ver Fig.0% ( q t  q i  q max )  1.IP T Requisitos de AGA 9 para medidores < 12”  Error máximo:  1.4% ( q min  q i  q t )  Resolución:  0. 001 m/s  Intervalo de muestreo:  1 segundo  Lectura de caudal nula: < 12 mm/s para cada rayo acústico . 1)  Repetibilidad:  0. 1)  Error máximo pico a pico: 0.7% ( q t  q i  q max )  1.IP T Requisitos de AGA 9 para medidores  12”  Error máximo:  0.2% ( q t  q i  q max )  0.4% ( q min  q i  q t ) (Ver Fig.4% ( q min  q i  q t )  Resolución:  0.7 % ( q t  q i  q max ) (Ver Fig. IP T Capacidad de los Medidores Según AGA #9 . 4 -0.0 -0.8 -1.IP T Calibración de un medidor de 4” 4 InchREPETITIVIDADE Meter Repeatability 1.2 0 10 20 30 40 50 60 -0.4 0.8 0.0 Velocity (fps) Velocidade [ ft/s] 70 80 90 100 .6 -0.6 0.0 Erro de indicação Error (Percent)[ % ] 0.2 0. 8 -1.4 -0.0 Erro de indicação Error (Percent) [ % ] 0.2 0 10 20 30 40 50 60 -0.0 -0.4 0.6 -0.6 0.2 0.IP T Calibración de un medidor de 4” DESEMPENHO 4 Inch Meter Performance 1.8 0.0 Velocity (fps) Velocidade [ ft/s] 70 80 90 100 . 5 -0.3 -0.3 0.7 Error[ % ] Erro dePercent indicação 0.7 Velocity (Feet per[ Second) Velocidad ft/s] 80 90 100 .5 0.IP T Calibración de diversos medidores de 8” 0.1 -0.1 0 10 20 30 40 50 60 70 -0. IP T Calibración de varios medidores de 8” a 30” 0.7 Velocity (Feet per Second) Velocidad [ ft/s] 80 90 100 110 .5 0.3 0.7 Percent Error [ % ] Erro de indicação 0.5 -0.1 0 10 20 30 40 50 60 70 -0.1 -0.3 -0.