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​Procedimientos de medición

Promigas adelanta sus actividades de medición de gas teniendo en cuenta los diseños e instalación de los elementos medidores, la norma internacional AGA y las recomendaciones obtenidas de los fabricantes de estas tecnologías sobre la operación y el mantenimiento de los mismos.

Adicionalmente y como parte de la implementación del sistema de gestión de calidad, Promigas, cumpliendo con lo establecido por la norma ISO 9000 ha desarrollado actividades tendientes a controlar, calibrar y mantener los equipos medidores, con el propósito de garantizar una excelente calidad en la medición del gas recibido en custodia y entregado en los diferentes Puntos de Salida del Sistema de Transporte en lo referente a este proceso.

Todo lo anterior satisface los diferentes requerimientos mínimos que ha establecido sobre esta materia la Resolución 071 de 1999 en el capítulo 5. A manera de ejemplo, relacionamos a continuación una descripción general de los diferentes elementos que intervienen en la medición de gas:

  • Medición de Orificio
  • Medidores de Diafragma
  • Medidores Rotatorio
  • Medidores de Turbina
  • Medidores Ultrasónico

Los sistemas de medición de Promigas están equipados con computadores electrónicos de flujo y sus transductores están provistos de las facilidades para efectuar las calibraciones y pruebas necesarias.

El computador de flujo es capaz de hacer correcciones por efecto de las variables que intervienen en el proceso, tales como temperatura, presión y gravedad específica del gas natural medido, y cumple con el estándar API capítulo 21. El elemento primario de medición está especificado de acuerdo con las normas estipuladas en el reporte número tres (3) de  "American Gas Association" (AGA) año 1992, para el caso específico de tubos de medición de gas.

El computador de flujo, además, está habilitado con dos puertos de comunicación, un puerto serial PC RS232 y un puerto network, provistos con un protocolo de comunicación BSAP (Bristol Standard Asynchronous Protocol), o Modbus genérico.

Promigas en cumplimiento de lo establecido en el RUT numeral 6. Calidad del Gas, exige a los productores en los puntos de entrada al sistema de transporte, la instalación de equipos en línea para medición de la calidad del gas que permita verificar los parámetros allí establecidos: poder calorífico, gravedad específica, humedad, punto de rocío de hidrocarburos, contenido de N2, O2, H2S, etc.

Adicionalmente, Promigas ha instalado en diversos puntos de control en el gasoducto, equipos de cromatografía en línea y equipos medidores de punto de rocío de hidrocarburos para el monitoreo de estas variables.

La unidad de volumen para la medición de gas natural es un (1) pie cúbico de gas natural a la temperatura de 60°F y una presión de 14,65 psia.

Principio de funcionamiento de los medidores:

Medidores de orificio:

El flujo de gas natural es continuo, sin que en ningún punto de su trayectoria sea almacenado. Por lo que su medición debe realizarse directamente sobre la línea o tubería por la cual está fluyendo.

Está basada en el principio físico de la caída de presión de un fluido circulando a través de una restricción, esto origina un incremento en la velocidad del fluido con la consecuente reducción en la presión del mismo.

Este hecho origina que se establezca a través del orificio una caída de presión la cual se incrementa al aumentar la tasa de flujo o viceversa.

  • Placas de orificio: Son elementos instalados en los tubos para restringir el flujo del fluido (elemento primario). Se trata esencialmente, de una placa plana y redonda con un orificio o perforación.
  • Tipos de placa de orificio:
    - Concéntrica: El orificio de la placa es circular y concéntrico con el caño en el que va instalada. Su exactitud es muy superior a la de los otros tipos de orificios.
    - Excéntrica: El orificio es circular y tangente a la circunferencia interna de la cañería, en un punto. Es útil en flujo de fluidos en dos fases, vapor húmedo, líquidos conteniendo sólidos aceites conteniendo agua, etc.
    - Segmentada: Es un orificio cuya forma geométrica es un segmento circular tangente en un punto a la circunferencia interna de la cañería, su ventaja radica en que no acumula sólidos en el lado corriente arriba de la placa.

 

 

Medidores de Diafragma:

El medidor tiene dos o más cámaras formadas por diafragmas móviles. Con el flujo de gas dirigido por válvulas internas, las cámaras se llenan alternativamente y expulsan el gas, produciendo un flujo casi continuo a través del medidor. Como los diafragmas se expanden y contraen, palancas conectadas a los cigüeñales convertir el movimiento lineal de los diafragmas en el movimiento rotatorio de un cigüeñal que sirve como el elemento de flujo primaria. Este eje puede mover un contador mecánico o puede producir impulsos eléctricos para un computador de flujo.

Los medidores de diafragma son medidores de desplazamiento positivo.

 

Medidores rotatorios:

Estos medidores usan rotores en sentido contrario para lograr la separación de volúmenes exactos de gas de corrientes no medidas antes del medidor; transportan estos volúmenes segregados a través de esa barrera y los descargan a la salida del medidor. Un tren de engranajes se usa para transmitir el número de rotaciones a aparatos de lectura de diferentes tipos para mostrarlos como volúmenes totalizados a condiciones de flujo

Por ejemplo, algunos medidores están construidos de la siguiente manera, y se comportan así:

Cuando la demanda de gas inicia el flujo, una caída de presión se produce entre la entrada y salida del medidor. Esto crea una fuerza interna en un par de impulsores en forma de relojes de arena que empiezan a rotar permitiendo que el gas empiece a fluir. A medida que los impulsores giran, el gas fluye alternamente entre dos cámaras de volumen fijo creadas entre los impulsores y la cavidad interna de la carcasa del medidor.

Durante los ciclos, estas cámaras miden un volumen fijo de gas y luego lo descargan corriente abajo satisfaciendo la demanda.

Estos impulsores giran por medio de engranes sincronizados de alta precisión y hacen cuatro ciclos por cada revolución del eje del impulsor. Durante la operación, no hay contacto de metal con metal entre la carcasa del medidor y los impulsores.

Un medidor rotatorio de gas, al igual que un medidor de diafragma, funciona con la teoría de medición por desplazamiento positivo, creando un compartimiento de medición de volumen fijo.

En el caso del rotatorio, el desplazamiento positivo ocurre entre la cavidad interna de la carcasa del medidor y sus impulsores rotatorios.

 

Medidores de turbina:

Estos medidores determinan la velocidad del gas que se mueve a través del medidor. Debido a que el volumen de gas se relaciona por el flujo, es importante que las condiciones de flujo sean buenas. Una pequeña turbina interna mide la velocidad del gas, que se transmite mecánicamente a un contador mecánico o electrónico.

Estos medidores no impiden el flujo de gas, pero es muy limitado en tasas de flujo muy bajas.

 

Medidores de flujo ultrasónicos:

Medidores de flujo ultrasónicos son más complejos que los medidores que son puramente mecánica, ya que requieren procesamiento de la señal significativa y la capacidad de cálculo. Los medidores ultrasónicos miden la velocidad de movimiento de los gases mediante la medición de la velocidad a la que viaja el sonido en el medio gaseoso dentro de la tubería. Informe de la Asociación Americana del Gas N º 9 especifica una velocidad normalizada de cálculo sonido que predice la velocidad del sonido en un gas con una presión conocida, temperatura y composición del gas.

Decidir que medidor es la mejor opción para su aplicación particular depende de lo siguiente:

  • Presión del gas a medir
  • Caudal máximo para medir
  • Caudal mínimo para medir
  • Rango de medición exacta deseado