Caudal - Flujo: Medidas de gas licuado del petróleo

28 Septiembre 2009

 

Como su nombre indica, el Gas Licuado del Petróleo (GLP) o Liquefíed Petroleum Gas (LPG), se encuentra en fase gas a presión atmosférica. Con objeto de que se man­tenga en fase líquido debe ser sometido a una presión superior a la atmosférica.

La presión requerida para conseguirlo se conoce como presión de vapor y variará depen­diendo de la cantidad de butano, propano y etano que contenga la mezcla. La presión de vapor también es función de la temperatura. Un aumento de temperatura aumenta la presión de vapor.


Al aumentar la temperatura se produce vaporización del líquido hasta que se con­siga un nuevo equilibrio presión temperatura. El mismo fenómeno ocurre si se reduce la presión. Disminuir la temperatura o aumentar la presión da como resultado la con­densación de parte del vapor hasta que se establezca un nuevo equilibrio. Una caracte­rística importante del GLP es el hecho de ser mucho más compresible, en fase líquido, que otros productos del petróleo. El propano, por ejemplo, disminuye entre 0,3 y 0,5 % por cada 7 kg/cm2 de presión.

 

 

El GLP tiene muy baja viscosidad y prácticamente ningún efecto lubricante. Las bombas, medidores, etc., deben mantenerse llenos de líquido durante todo el tiempo, incluso cuando el sistema se encuentre sin circulación de producto. Esto se debe a que el GLP tiene una característica que le hace depositar sedimentos sobre las superficies cuando el líquido se evapora. Este sedimento es abrasivo y, por tanto, perjudicial para la vida de los equipos.

 

 

 

Eliminación de vapor en el sistema de medida

Si se desea obtener una medida exacta del caudal de paso, es fundamental que el medidor y las tuberías aguas arriba del mismo se mantengan llenas de líquido todo el tiempo, incluso después de periodos de mantenerse la instalación fuera de servicio.

Los cambios en la temperatura ambiente hacen que el GLP se expanda o contrai­ga. Este efecto es mucho más acusado en las tuberías que en los recipientes de alma­cenamiento puesto que en las tuberías hay más metal, por unidad de volumen de líqui­do, para absorber y liberar calor. Por ejemplo, el líquido en una esfera puede que no varíe más de 2 ó 3 °C a lo largo de un periodo de 24 horas. Durante el mismo tiempo, el líquido en la tubería puede estar sometido a una variación entre 40 °C por la tarde y 20 °C por la mañana.



Para eliminar el vapor formado, sobre todo durante los periodos en los que el envío de GLP se encuentra detenido, existen diversos métodos: venteo a la atmósfera, retor­no al tanque o recipiente origen del envío, etc. Aquí vamos a contemplar la inclusión de un tanque para condensar los vapores formados, situado inmediatamente antes del medidor de caudal y en un punto de la línea tan alto como sea posible.

La Figura de arriba muestra un tanque de condensación en el que puede verse que la tubería de entrada se prolonga hasta la parte superior del mismo, estando además tapo­nada con una placa que soporta la carga de un resorte calibrado. Con este sistema, el líquido que entra tiene que vencer la fuerza del resorte, produciendo un spray que al caer se mezcla con el vapor que existe en la parte superior del tanque. Esta acción hace que el vapor condense, pasando a líquido.

A modo de ejemplo, la Figura abajo muestra el diagrama de proceso para una insta­lación de medida de GLP en la que se controla el caudal, teniendo como protección un controlador de presión para que ésta no disminuya de un valor determinado que sea superior a la presión de vapor del producto a medir.

Se trata de controlar la señal más restrictiva entre el caudal y la presión de líquido. En operación normal estará controlando el caudal en su valor de referen­cia o punto de consigna. Durante situaciones de alto caudal disminuirá la presión, por lo que al llegar al valor fijado en su punto de consigna asumirá el control, haciendo disminuir el caudal. Cuando la demanda de líquido es baja tomará el con­trol el caudal, haciendo aumentar la presión al cerrar la válvula. El controlador que proporciona la salida menor es seleccionado automáticamente para manipular la válvula. Disminuyendo la apertura de válvula disminuirá el caudal y aumentará la presión.

 

El registro de la Figura abajo muestra cómo la presión permanece por encima de su punto de consigna durante los momentos en que la demanda es baja, en los que el con­trol se realiza por medio del caudal. Pop el contrario, cuando la demanda es suficiente­mente alta para que disminuya la presión hasta alcanzar su punto de consigna, el cau­dal disminuirá quedando sin control.

 

 

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José Carlos Villajulca

Soy un apasionado Ingeniero Electrónico especializado en Control, Automatizacion e Instrumentacion Industrial. Experimentado en el desarrollo, ejecución y gestión de proyectos asi como en la Operacion de sistemas automaticos.

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