3.- medicion de tanques con atg

Uso de Sistemas Automatic Tank Gauging (ATG) en aplicaciones de Transferencia de

Custodia

Uso de Sistemas Automatic Tank Gauging (ATG) en aplicaciones de Transferencia de

Custodia

ContenidoContenido

Componentes de un sistema ATG Valores medidos y calculados Factores que afectan la precisión ¿Dónde se utilizan sistemas ATG en aplicaciones de

transferencia de custodia? ¿Cuáles són los requerimientos para los sistemas ATG

utilizados en aplicaciones de T.C.? Requerimientos legales

¿LACT ó ATG? Recomendaciones para países que están en desarrollo

de regulaciones y normas para uso de ATGs en aplicaciones fiscales

Componentes de un sistema ATGComponentes de un sistema ATG

Componentes de un sistema ATG - VenezuelaComponentes de un sistema ATG - Venezuela

ContenidoContenido






Valores medidosValores medidos

Para el cálculo de la cantidad transferida, el sistema ATG debe medir:

1. Nivel, al inicio y final de la transferencia

2. Temperatura promedio del producto, al inicio y al final de la transferencia

3. Densidad (o gravedad API), al inicio y al final de la transferencia (la densidad puede ser ingresada manualmente tomando una muestra

y analizándola antes y después de la transferencia)

Valores medidosValores medidos

La densidad puede ser medida automáticamente mediante un Sistema Híbrido (HYTG). En este caso, el muestreo y análisis no serán necesarios

Un HYTG puede dar:

Máx 32 tanques

FCU 2160

Transmisores de Presión

Precisión de T.C. en MasaPrecisión de T.C. en DensidadPrecisión de T.C. en VolumenPrecisión de T.C. en Nivel

Valores calculadosValores calculados

El TOV será calculado a partir de la TCT

El sistema debe ser capaz de corregir la TCT por los efectos del techo flotante, expansión de la pared del tanque, etc.

La corrección por techo flotante requiere el valor de la densidad observada, el cual puede ser medido o calculado ingresando la densidad de referencia

Para la corrección por la expansión de la pared del tanque se utiliza el sensor multielemento de temperatura instalado

Visión General de los CálculosVisión General de los Cálculos

Total Observed Volume

Gross Observed Volume

Gross Standard Volume

Net Standard Volume

Weight in Air

Datos de entrada:Nivel, temperatura, TCT, peso del techo, densidad observada,Temperatura de la pared del tanque

Agua libre, TCT

Densidad de referencia, temperatura promedio, tabla API

BS&W (sólo para crudos)

Densidad del Aire

Visión General de los CálculosVisión General de los Cálculos

ContenidoContenido






IncertidumbreIncertidumbre

Valores típicos de incertidumbre instalada:

Nivel +/- 2 mm

Temperatura promedio +/- 0.3 deg C

Densidad* +/- 0.5 kg/m3

* La incertidumbre en la densidad para un sistema híbrido varía con el nivel de producto. La incertidumbre es mayor a medida que el nivel de producto se acerca al transmisor de presión. El valor de 0.5 kg/m3 se logra con un nivel de 2m con un transmisor 3051S

Incertidumbre en el VolumenIncertidumbre en el Volumen

La precisión en la TCT depende del método utilizado para hacer la tabla y cuándo fue realizada

La re-calibración de un tanque no presenta altos costos y puede ser necesaria si las tablas utilizadas son viejas. El costo de una re-calibración puede ser recuperado en 1 transferencia.

Saybolt/Kalibra indican que una incertidumbre de 0.03 – 0.05% puede ser logrado con el método del Teodolito Láser

Los métodos antiguos ofrecen una incertidumbre de 0.08 – 0.1%

Los valores de incertidumbre se refieren a incertidumbre para el cálculo de inventario. En las transferencias de productos algunos errores se cancelan y cuando se realizan pequeñas transferencias la incertidumbre en la TCT es mucho mejor que la indicada más arriba.

Incertidumbre Total en el VolumenIncertidumbre Total en el Volumen

La incertidumbre total en el volumen estandarizado depende de la forma del tanque. En un tanque de “forma estándar” de 20mt de altura y 20.000 m3 de volumen, la incertidumbre de la TCT cuando se está vaciando por completo el tanque se corresponde con 10m3

La incertidumbre del medidor de nivel se corresponde con 2m3

La incertidumbre en la medición de temperatura se corresponde con aprox. 4m3 (a tanque lleno) y 0.4m3 (nivel 2mts)

El peor caso de incertidumbre con un sistema ATG para volumen estandarizado en este ejemplo es aprox.:

11 m3 (0.05%) (Valor RMS)

Comparado con un sistema basado en medidores de flujo, la incertidumbre total del FT incluyendo la compensación por temperatura se corresponde con:

0.05% !

Conclusion: Para grandes transferencias la precisión de un sistema ATG tiene el potencial de ofrecer un mucho mejor rendimiento que un sistema dinámico

Incertidumbre Total en el VolumenIncertidumbre Total en el Volumen

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¿Dónde se utilizan sistemas ATG para TC?¿Dónde se utilizan sistemas ATG para TC?

La transferencia de custodia basada en sistemas ATG se utiliza a nivel mundial

Es más común el uso de sistemas ATG en Europa y Asia y menos común en USA

Comúnmente, no hay discusión entre la selección de LACT ó ATG; ambos son utilizados y los resultados son comparados

Transferencia de Custodia Fiscal con ATGsTransferencia de Custodia Fiscal con ATGs

NO EXISTEN regulaciones nacionales. Las autoridades no se involucran. La transferencia de custodia se define con “un mutuo acuerdo entre el comprador y el vendedor”

EXISTEN regulaciones nacionales. Las autoridadesMetrológicas verifican el sistema ATG. Los requerimientos seFormulan mediante leyes. La transferencia de custodia esLegal o Fiscal.

• La transferencia de custodia con ATG existe de dos formas:

Transferencia de Custodia FiscalTransferencia de Custodia Fiscal

La transferencia de custodia fiscal a través de regulaciones nacionales es común en:

- La mayoría de los países europeos- En Asia (India, Indonesia, Malasia, Tailandia, etc)- Pocos países en Suramérica y Africa- Australia

Sin involucrar autoridad fiscal:

- Norteamérica

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Estándares internacionalesEstándares internacionales

• Tres (03) fuentes importantes de requerimientos en cuanto a rendimiento de sistemas ATG para TC

API, American Petroleum InstituteAPI ch 3.1B, ch 3.3, ch 3.6, ch 7

ISO, International Organisation of StandardsISO 4266, part 1-6

OIML, International Organisation of Legal MetrologyOIML R85 edition 1998

Resumen, requisitos estándarResumen, requisitos estándar

• Requisitos del sistema ATG para aplicación en TC:

lab. instalado

API ch 3.1B 1/16 “ 1/8 “

ISO 4266 1 mm 4 mm

OIML R85 0.02% min. 2 mm 0.04 % min 4 mm *

*Existe un requisito para transferencia que en la práctica reduceel valor indicado a la mitad

• Requisitos del sistema ATG para aplicación en TC:

lab. instalado

API ch 7 0.25 deg C 0.5 deg C

ISO 4266 part 4 0.25 deg C 0.5 deg C

OIML R85 no hay requerimiento todavía

Resumen, requisitos estándarResumen, requisitos estándar

Certificación de Sistemas ATGCertificación de Sistemas ATG

• Un sistema ATG no puede ser certificado por API ó ISO, y por ende es muy fácil para cualquier fabricante indicar que cumplen con dichos requerimientos

• Para comprobar realmente el rendimiento, se requiere de un certificado emitido por un instituto metrológico reconocido. Algunos institutos con alta reputación son:

• PTB Alemania• LNE Francia• NMI Holanda (acreditado OIML)• SP Suecia (acreditado OIML)

• Muy pocos fabricantes de sistemas ATG cumplen con los requerimientos de autoridades metrológicas

• El siguiente ejemplo ilustra el procedimiento para obtener la aprobación para transferencia de custodia legal en Francia (LNE).

Certificación de Sistemas ATGCertificación de Sistemas ATG

Ejemplo, Aprobación LNE en FranciaEjemplo, Aprobación LNE en Francia

• El proceso para obtener una Aprobación de Patrón por LNE en Francia:

- Un banco de pruebas de laboratorio para pruebas de precisión debe estar aprobado por metrología

- Tres medidores se seleccionan al azar y se prueban enel banco de calibración en rango de 1mm

- Los mismos medidores se someten a pruebas EMC, Pruebas climáticas. El error máx permitido es de 1mm.

- Se realiza una prueba en los tanques por 6 meses. El errormáximo permitido es de 4mm contra aforación

Ejemplo, Aprobación LNE en Francia Ejemplo, Aprobación LNE en Francia

• Luego de la Aprobación del Patrón, cada ATG es indivualmente probado:

Cada medidor se prueba en el banco de pruebas antes de suinstalación

Cuando se instala, el medidor es ajustado de acuerdo a lasdimensiones del tanque y el sistema es metrológicamentesellado por personal de LNE

Verificaciones subsecuentes: El medidor se verifica 1 vezpor año por personal de LNE

OIML, estándar más detallado de ATGsOIML, estándar más detallado de ATGs OIML = International Organisation

of Legal Metrology

OIML R85 es un documento que especifica los requerimientos yprocedimientos de pruebas para ATGs en aplicaciones de TC Fiscal

OIML R85 está ganando cada vez más la aceptación internacional y es actualmente la especificación de requerimientos más importante para los ATGs que se utilicen en aplicaciones de transferencia de custodia

El propósito de R85: Que sólo se requiera un proceso de certificación

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¿Medidores de Flujo o ATGs?¿Medidores de Flujo o ATGs?

Influencia del tamaño del lote:

A volúmenes grandes, los sistemas ATG tienen potencial para un mejor rendimiento. Los erroresSistemáticos en un medidor de flujo tendrán un alto impacto.

A volúmenes pequeños, las unidades LACT tienen mayor potencial para un mejor rendimiento. La resolución de los sistemas ATG podría no ser suficiente

Incertidumbre

Tamaño Lote

ATG

LACT

Características de las TecnologíasCaracterísticas de las Tecnologías

Los sistemas ATG podrían tener problemas si: Lotes pequeños TCT obsoletas o mal realizadas Tanques deformados o mecánicamente inestables

Las unidades LACT podrían no trabajar bien si: Lotes grandes Productos contienen materiales abrasivos (sedimentos) Productos viscosos Imposibilidad de realizar calibración apropiada

CalibraciónCalibración

La calibración es ESENCIAL:

La calibración de ATG es simple y de bajo costo, no involucra vaciado de tanques o parar el proceso

La calibración de las unidades LACT es compleja y usualmente de alto costo

Ventajas y DesventajasVentajas y Desventajas

Comparación en diferentes aplicaciones

ATG FT

Venta/Recepción Crudo + - Transferencia por oleoducto - + Transferencia por camiones - +

Venta/Recepción Refinados + - Transferencia por camiones - +

Incapacidad de servicio a FT + - Transferencias Internas (no TC) + -

Comparación en diferentes aplicaciones

ATG FT

Transferencia basada en masa + +/- LPG +/- +/- Asfalto + no Lubricantes + -

Costo + -

* La compra y mantenimiento de los ATG es generalmente más económica

Ventajas y DesventajasVentajas y Desventajas

Un Sistema ATG es requerido en la mayoría de los casos aún cuando no se utilice en transferencia de custodia. Otros propósitos de los sistemas ATG son:

- Control Operacional- Inventario- Balance de Masa y Control de Pérdidas- Alarma por fuga- Alarma por sobrellenado

Costos adicionales para lograr TC con sistemas ATG es bajo. Grandes ahorros pueden ser generados utilizando ATGs en vez de FT.

Conclusión: Reducción de altos costos es posibleConclusión: Reducción de altos costos es posible

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Recomendaciones para desarrollo de normasRecomendaciones para desarrollo de normas

• Debe existir una autoridad gubernamental que supervise y defina los requerimientos Ejemplo: Venezuela – Ministerio de Energía y Petróleo (MEP)

• Se requiere de una organización experta técnicamente que verifique los requerimientos que se están cumpliendo Oficinas de Metrologías, W&M, Laboratorio de Pruebas Acreditado,

Entidad Independiente

• Alguna organización que verifique los sistemas instalados Pueden ser los mismos indicados anteriormente


PASO 1:• El ministerio y la oficina de metrología definen los

requerimientos que aplicarán a los sistemas ATG cuando se utilicen para transferencia de custodia fiscal

• Se recomienda no “inventar” nuevos requerimientos. Se pueden utilizar estándares o recomendaciones aceptadas internacionalmente tales como OIML R85. Esto simplificará el trabajo para todos los involucrados ya que los requerimientos están perfectamente definidos.


PASO 2:• La oficina metrologíca define el patrón de aprobación en

Laboratorio y en campo o cómo será el proceso de aprobación:• Se recomienda que, si no existe experticia nacional sobre este

respecto, no se requiere la construcción o requerimiento de recursos y laboratorios de prueba.

En lugar de ello, pueden definirse reportes de prueba realizados por alguna oficina metrológica calificada en algún otro país que son aceptados como patrones de aprobación.

Un reporte de prueba en Laboratorio podría ser acreditado por la OIML R85, PTB , SIM , estas podrían servir como ejemplo


PASO 3:• La oficina metrológica comprobará el patrón de aprobación de

ATG`s en el campo, se recomienda que estas pruebas no interfieran las operaciones de cada Planta.

• Se establecerán procedimientos y reportes de verificación aceptados como patrones de aprobación en campo.


PASO 4:• Debe educarse al personal encargado de la inspección de

campo. Se debe definir el periodo de inspección para verificaciones subsecuentes y establecer un periodo máximo para calibraciones de ATG sin afectar el proceso de funcionamiento de los tanques.

• Al inicio, habrá un número limitado de instalaciones que tendrán sistemas ATG utilizados para transferencia de custodia legal. La misma persona que ha elaborado el patrón de aprobación puede realizar las inspecciones de campo.

3.- medicion de tanques con atg

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