Medidor de vazão de turbina a gás: como funciona, especificações e guia de seleção

A medidor de vazão de turbina a gás mede a vazão volumétrica de um gás detectando a velocidade de rotação de um rotor de turbina colocado na corrente de fluxo. À medida que o gás passa através do corpo do medidor, ele exerce força nas pás angulares do rotor, fazendo-o girar a uma velocidade diretamente proporcional à velocidade do gás. Para gases limpos e secos em tubulações de alta velocidade onde a precisão, a ampla taxa de variação e a instalação compacta são prioridades, o medidor de vazão de turbina a gás é uma das tecnologias de medição mais confiáveis ​​e comprovadas disponíveis. É o instrumento preferido para transferência de custódia de gás natural, medição de gás de processo industrial, medição de ar comprimido e alocação de gás combustível em instalações de geração de energia e petroquímicas. Compreender como ele funciona, quais especificações regem a seleção, onde ele tem melhor desempenho e quais são suas limitações dá aos engenheiros e às equipes de compras a base para especificar esse instrumento corretamente e extrair toda a sua capacidade de medição.

Princípio operacional de um medidor de vazão de turbina a gás

O princípio de operação de um medidor de vazão de turbina a gás é baseado na transferência de energia cinética de um fluxo de gás em movimento para um rotor mecânico. O rotor é montado em um eixo dentro do corpo do medidor, com seu eixo alinhado com a direção do fluxo. As pás do rotor são ajustadas em um ângulo de hélice fixo, normalmente entre 30 e 45 graus ao eixo do fluxo, de modo que o gás que atinge as pás gera um torque que faz o rotor girar. Em fluxo constante, o rotor atinge uma velocidade angular na qual o torque de acionamento do gás equilibra os torques de retardo do atrito do rolamento, o arrasto magnético do sensor de captação e o arrasto do fluido nas superfícies da pá. Neste equilíbrio, a velocidade do rotor é quase proporcional à velocidade do gás em uma ampla faixa de vazões.

O fator K e seu papel na medição

A relação entre a frequência de rotação do rotor e a vazão volumétrica é expressa através do fator do medidor, comumente chamado de fator K. O fator K é definido como o número de pulsos gerados por unidade de volume de gás que passa pelo medidor, normalmente expresso como pulsos por metro cúbico ou pulsos por litro. Para um medidor de vazão de turbina a gás bem fabricado, o fator K é estável e linear em toda a faixa de vazão especificada do medidor, o que torna o instrumento adequado para aplicações de transferência de custódia de alta precisão. O fator K é determinado durante a calibração em um equipamento de calibração de vazão certificado e é indicado no certificado de calibração do medidor. Um medidor de vazão de turbina a gás típico mantém a linearidade do fator K dentro de mais ou menos 0,5 a 1,0% em toda a faixa de vazão declarada , com alguns medidores de alta precisão atingindo mais ou menos 0,25% ou melhor em uma parte de seu alcance.

Métodos de detecção de sinal

A rotação do rotor da turbina deve ser convertida em um sinal elétrico sem contato mecânico que introduziria atrito e desgaste. Três métodos de detecção são usados em medidores de vazão de turbinas a gás comerciais:

• Captador magnético de relutância variável : Um ímã permanente embutido em um conjunto de bobina montado no corpo do medidor gera um pulso de tensão cada vez que a ponta da pá do rotor passa por baixo dele, à medida que a ponta da pá altera a relutância magnética do circuito. Este método não requer alimentação externa, gera um sinal com alimentação própria e é altamente confiável. É o método de detecção padrão para a maioria dos medidores de vazão de turbinas a gás em aplicações industriais e de serviços públicos.
• Sensor de efeito Hall : Um dispositivo semicondutor ativado magneticamente detecta a passagem das pontas das lâminas usando o efeito Hall. Os captadores de efeito Hall requerem uma fonte de alimentação pequena, mas fornecem bordas de sinal mais limpas em baixas velocidades do rotor, estendendo a capacidade de medição de baixa vazão do medidor além do que os captadores de relutância variável podem alcançar. Usado em aplicações onde a precisão de baixo fluxo é crítica.
• Captação de capacitância de RF (radiofrequência) : Um oscilador de alta frequência detecta a mudança na capacitância conforme cada pá do rotor passa pela face do sensor. Este método sem contato fornece contagem de lâminas muito precisa em velocidades baixas e altas e é usado em alguns medidores de precisão e transferência de custódia onde é necessária a faixa linear mais ampla possível.

Especificações principais e o que elas significam na prática

A especificação correta de um medidor de vazão de turbina a gás requer a compreensão do real significado de cada especificação de desempenho e como ela se traduz na qualidade da medição na aplicação específica. Os fabricantes utilizam uma terminologia consistente, mas as implicações práticas são por vezes obscurecidas pela linguagem de marketing.

Faixa de Fluxo e Taxa de Turndown

A faixa de vazão de um medidor de vazão de turbina a gás é definida como o intervalo entre a vazão mínima na qual a precisão declarada se aplica (Qmin) e a vazão contínua máxima (Qmax). A proporção desses dois valores é a taxa de turndown. A maioria dos medidores de vazão de turbina a gás comerciais atinge taxas de abertura de 10:1 às 20:1 , com alguns modelos de precisão alcançando 30:1 ou superior usando design avançado de rolamento de rotor e efeito Hall ou sistemas de captação de RF. Uma taxa de abertura de 20:1 significa que um medidor dimensionado para medir uma vazão máxima de 200 m³/h também medirá com precisão vazões até 10 m³/h dentro de sua especificação de precisão declarada. Essa ampla rangeabilidade é uma das principais vantagens competitivas do medidor de vazão de turbina em relação aos dispositivos de pressão diferencial, que normalmente fornecem apenas 3:1 a 5:1 antes de perder a precisão aceitável em vazões baixas.

Precisão e repetibilidade

A precisão dos medidores de vazão de turbinas a gás é normalmente declarada como uma porcentagem da leitura (porcentagem da taxa) em vez de uma porcentagem da escala completa. Esta distinção é significativamente importante: um medidor com mais ou menos 1,0% de precisão de leitura mantém esse erro em toda a faixa de vazão, enquanto um medidor com mais ou menos 1,0% de precisão de escala completa tem um erro relativo muito maior em vazões baixas. Para pedidos de transferência de custódia, OIML R137 e AGA-7 (Relatório nº 7 da American Gas Association) especificam que os medidores de turbina de transferência de custódia devem atingir precisão dentro de mais ou menos 1,0% da leitura em toda a faixa de vazão, com os medidores de melhor desempenho atingindo mais ou menos 0,5% ou melhor. A repetibilidade, que descreve a capacidade do medidor de produzir a mesma leitura para a mesma condição de vazão em medições repetidas, é normalmente melhor que a precisão, geralmente em mais ou menos 0,1 a 0,2% para medidores de turbina de qualidade. A alta repetibilidade é essencial para comprovação (verificação em campo do desempenho do medidor usando um medidor mestre) e para aplicações onde a consistência do fluxo, em vez da precisão absoluta, é o requisito principal.

Classificações de pressão e temperatura

O corpo do medidor e seus componentes internos devem suportar a pressão e temperatura máximas de operação da aplicação sem falhas estruturais ou alterações dimensionais que possam alterar o fator K. Os medidores de vazão de turbina a gás para serviços de gás natural estão normalmente disponíveis em classificações de pressão de PN16, PN25, PN40 e Classe 150/300/600 conforme ASME B16.5, abrangendo pressões de linha desde a atmosférica até mais de 100 bar em algumas configurações. As classificações de temperatura para modelos industriais padrão variam de aproximadamente menos 20 a mais 60 graus Celsius para eletrônicos e de menos 40 a mais 120 graus Celsius para o corpo mecânico em variantes de serviço em alta temperatura. Medidores de serviço criogênicos para medição de vapor de gás natural liquefeito (GNL) estendem-se até 196 graus Celsius negativos usando corpos de aço inoxidável e materiais de rolamento e rotor especialmente selecionados.

Faixa de tamanho de tubo

Os medidores de vazão de turbina a gás são fabricados em tamanhos de linha padrão de aproximadamente 15 mm (0,5 pol.) a 600 mm (24 pol.) diâmetro nominal, com designs de corpo wafer para tamanhos menores e corpos flangeados de passagem total para diâmetros nominais maiores. A seleção do tamanho do medidor não é necessariamente a mesma do diâmetro nominal da tubulação: os medidores de turbina devem ser dimensionados de modo que a vazão operacional normal caia na metade superior da faixa de vazão declarada do medidor, onde a linearidade é melhor, em vez de na vazão máxima ou próxima a ela, o que corre o risco de exceder o serviço contínuo nominal e acelerar o desgaste do rolamento.

Aplicações onde os medidores de vazão de turbina a gás se destacam

Os medidores de vazão de turbinas a gás estão em produção comercial desde a década de 1950 e acumularam um longo histórico de campo em diversos setores. Sua combinação de precisão, rangeabilidade e área de instalação relativamente compacta os torna a escolha preferida nas seguintes categorias de aplicação.

Transferência de Custódia de Gás Natural e Medição Fiscal

A aplicação mais significativa dos medidores de vazão de turbinas a gás em todo o mundo é a transferência de custódia de gás natural entre produtores, empresas de transmissão, empresas de distribuição e grandes consumidores industriais. Nas estações de medição de transferência de custódia, a saída do medidor é usada diretamente para calcular o valor monetário do gás transferido, tornando obrigatória a precisão e a rastreabilidade aos padrões de medição nacionais. AGA-7 é o padrão da indústria que rege o projeto, desempenho e instalação de medidores de vazão de turbina para transferência de custódia de gás natural na América do Norte. A ISO 9951 cobre a mesma aplicação internacionalmente. Estas normas especificam a rastreabilidade da calibração, orçamentos de incerteza, requisitos de instalação e procedimentos de comprovação que constituem a base contratual para uma faturação precisa entre parceiros comerciais de gás.

Uma instalação típica de transferência de custódia utiliza dois ou três medidores de turbina em paralelo com comutação automatizada de fluxo e um provador de medidor dedicado para verificação de calibração em serviço. O provador permite que o fator K seja verificado em relação a um padrão de volume certificado sem retirar o medidor de serviço, garantindo que qualquer desvio no desempenho do medidor seja detectado e corrigido antes que resulte em um erro de medição significativo que exigiria um acordo financeiro entre as partes.

Medição de gases de processos industriais

Na fabricação química, petroquímica e farmacêutica, os medidores de vazão de turbina a gás medem nitrogênio, oxigênio, hidrogênio, argônio, dióxido de carbono e gases de processo misto em sistemas de dutos que atendem reatores, trocadores de calor, sistemas de purga e sistemas de cobertura. Sua capacidade de lidar com gases limpos de alta pressão e suas dimensões compactas do corpo os tornam práticos onde o espaço é limitado pelos layouts de tubulação existentes. Em sistemas de gerenciamento de queimadores para fornos e caldeiras industriais, os medidores de turbina fornecem o sinal de fluxo usado para calcular as proporções ar-combustível que são otimizadas para eficiência de combustão e conformidade com emissões.

Sistemas de ar comprimido e gás de instrumento

O ar comprimido é uma das utilidades que mais consomem energia na fabricação, e medidores de vazão de turbinas a gás instalados em coletores de distribuição de ar comprimido permitem que os gerentes de energia quantifiquem o consumo por área de produção, identifiquem vazamentos e comparem melhorias de eficiência energética. O medidor mede o volume real na pressão e temperatura da linha e, quando combinado com um transmissor de pressão e temperatura e um computador de vazão, fornece vazão volumétrica corrigida em metros cúbicos padrão por hora ou pés cúbicos padrão por minuto que representa a quantidade real de ar consumido independentemente das variações de pressão do sistema durante períodos de pico de demanda.

Medição de gás combustível para geração de energia

As usinas movidas a gás usam medidores de vazão de turbina para medir o fornecimento de gás combustível para cada turbina a gás e caldeira. A medição precisa do combustível é necessária para o cálculo da taxa de calor, monitoramento da eficiência e relatórios de emissões sob condições de licença ambiental. A medição de vazão do medidor de turbina, combinada com a análise de gás de um cromatógrafo, permite calcular o conteúdo energético do gás consumido por hora, o que determina diretamente a eficiência térmica da planta e o custo de combustível por megawatt-hora de geração. Um erro de um por cento na medição de gás combustível em uma usina de ciclo combinado de 400 MW que consome aproximadamente 70.000 m³/h de gás natural representa um erro de faturamento equivalente a centenas de milhares de dólares anualmente a preços típicos do gás, o que explica o investimento em medidores de turbina de alta qualidade com transferência de custódia em instalações de geração de energia.

Limitações e aplicações onde os medidores de turbina não são a melhor escolha

A dependência do medidor de vazão de turbina a gás da rotação mecânica significa que ele possui limitações inerentes em certas condições de serviço que devem ser avaliadas honestamente ao compará-lo com tecnologias alternativas para uma aplicação específica.

Gases sujos, úmidos ou corrosivos

Medidores de vazão de turbina a gás requerem gás limpo e seco para funcionar de forma confiável. A contaminação por partículas provenientes de incrustações de tubos, detritos de construção ou resíduos de processo danifica as pás do rotor e as superfícies dos rolamentos, causando desvio progressivo do fator K e eventual falha mecânica. Os líquidos arrastados causam danos semelhantes e podem criar mudanças abruptas no fator K à medida que as gotas de líquido passam pelo medidor. Componentes de gases corrosivos, incluindo sulfeto de hidrogênio, cloro e compostos ácidos, atacam os materiais do rolamento e podem causar gripagem do rotor se os materiais molhados não forem especificamente selecionados para resistência à corrosão. Antes de especificar um medidor de turbina em qualquer serviço de gás, a composição do gás, incluindo potenciais contaminantes, deve ser confirmada como compatível com o material do rotor, material do eixo e tipo de rolamento do medidor. O gás que não pode ser garantido como limpo e seco na entrada do medidor deve ser medido por uma tecnologia sem peças móveis, como um medidor ultrassônico ou um medidor de vórtice.

Fluxo Pulsante

Compressores alternativos e bombas de deslocamento positivo geram pulsações de pressão na tubulação a jusante que causam aceleração e desaceleração periódicas do fluxo de gás. Um rotor de turbina, devido à sua inércia e geometria do ângulo da pá, responde ao fluxo pulsante por sobre-registo: acelera quando a velocidade do gás aumenta e desacelera mais lentamente quando a velocidade diminui, produzindo um erro sistemático de medição positivo. Em condições de pulsação severa, esse erro pode atingir 5 a 10% ou mais , o que é totalmente inaceitável para fins de transferência de custódia ou controle de processo. Amortecedores de pulsação instalados a montante do medidor, ou a seleção de um medidor ultrassônico que não possua rotor móvel suscetível a efeitos inerciais, são as opções de remediação para ambientes de fluxo pulsante.

Taxas de fluxo muito baixas e números de Reynolds baixos

Abaixo da especificação Qmin do medidor de turbina, as forças de atrito e arrasto do rolamento tornam-se significativas em relação à força motriz do fluxo de gás, fazendo com que o rotor desacelere abaixo da velocidade proporcional à velocidade do fluxo. O fator K desvia-se do seu valor calibrado e o erro de medição aumenta rapidamente. Aplicações onde a vazão cai regularmente abaixo de 10% de Qmax por longos períodos são mal atendidas por medidores de turbina. Os medidores de vazão de massa térmica ou medidores Coriolis são mais adequados para medição de gás de baixo fluxo, onde o limite mínimo de vazão do medidor de turbina não é alcançável de forma consistente.

Requisitos de instalação para medição precisa

Os medidores de vazão de turbina a gás são sensíveis ao perfil de velocidade do gás em sua entrada. Um perfil de velocidade totalmente desenvolvido, simétrico e sem redemoinhos que entra no medidor garante que o rotor responda uniformemente em todos os segmentos da pá e que o fator K corresponda ao valor calibrado. Perfis perturbados causados ​​por acessórios de tubulação a montante criam fluxo assimétrico ou turbulento que altera o fator K efetivo e introduz erros de medição sistemáticos que nenhum ajuste eletrônico pode corrigir totalmente.

Requisitos de execução de tubo reto

Os trechos mínimos de tubulação reta exigidos a montante e a jusante de um medidor de vazão de turbina a gás dependem do tipo e da gravidade do distúrbio a montante. AGA-7 fornece orientação específica para configurações de tubulação comuns:

Onde o comprimento de tubo reto necessário não pode ser alcançado devido a restrições de espaço na tubulação, um condicionador de vazão instalado a montante do medidor pode reduzir significativamente o trecho reto necessário, quebrando o redemoinho e redistribuindo as distorções do perfil de velocidade. Os condicionadores de fluxo em conformidade com as recomendações do apêndice ISO 17089 ou AGA-7 reduzem os requisitos a montante para aproximadamente 10D seguindo o condicionador na maioria das configurações de tubulação, ao custo de uma pequena queda de pressão permanente no elemento condicionador.

Orientação e posição de montagem

Os medidores de vazão de turbina a gás podem ser instalados em qualquer orientação de tubo, incluindo fluxo horizontal, vertical ascendente e vertical descendente, desde que o medidor seja projetado para essa orientação. A instalação horizontal é a mais comum e geralmente preferida porque evita o potencial de acúmulo de líquido na entrada do medidor que pode ocorrer com fluxo vertical descendente em linhas de gás que transportam vestígios de condensado. Se for necessária uma instalação vertical, o fluxo ascendente é preferível ao fluxo descendente para garantir que qualquer líquido presente seja drenado para longe do rotor, em vez de se acumular nas pontas das pás. O medidor deve ser instalado em local acessível para manutenção e inspeção, sem a necessidade de andaimes ou isolamento temporário da tubulação que interromperia o serviço.

Correção de Volume e Compensação de Temperatura e Pressão

Um medidor de vazão de turbina a gás mede o volume real de gás que passa pelo medidor nas condições de pressão e temperatura da linha. Na maioria das aplicações comerciais e industriais, a quantidade de interesse não é o volume real nas condições da linha, mas o volume ou massa padrão corrigido para uma condição de referência, normalmente 0 graus Celsius e 101,325 kPa (metros cúbicos padrão) ou 15 graus Celsius e 101,325 kPa, dependendo do contrato aplicável ou da norma regulatória.

O papel do computador de fluxo

Um computador de fluxo recebe o sinal de pulso do medidor de turbina junto com os sinais de pressão e temperatura dos transmissores instalados no medidor ou próximo a ele, e aplica a equação de estado do gás real para calcular o volume corrigido ou fluxo de massa em tempo real. O fator de compressibilidade Z do gás, que leva em conta o desvio do comportamento do gás real em relação ao comportamento do gás ideal em pressões elevadas, deve ser calculado a partir de uma equação de composição do gás como a AGA-8 (para gás natural) para atingir a precisão necessária para a medição fiscal. A uma pressão de linha de 70 bar, o fator de compressibilidade do gás natural pode ser de aproximadamente 0,85, o que significa que o volume real nas condições da linha é de apenas 85% do volume que os cálculos do gás ideal preveriam , e negligenciar a compressibilidade introduziria um erro sistemático de 15% em cada cálculo de medição nessa pressão. A implementação precisa do computador de fluxo do AGA-8 ou equação de estado equivalente é, portanto, tão importante para a precisão geral do sistema quanto a qualidade da calibração do próprio medidor de turbina.

Integração de Medição de Energia

Para aplicações de gás natural onde a transação comercial é baseada no conteúdo de energia e não no volume, o computador de fluxo estende seu cálculo ao fluxo de energia multiplicando a vazão volumétrica padrão pelo poder calorífico do gás. O valor calorífico é derivado da análise cromatográfica gasosa da composição na própria estação de medição ou de um valor representativo acordado entre as partes. A cadeia de medição de energia, desde o pulso do medidor da turbina, passando pela correção de volume até o cálculo de energia, é a função central de um sistema de medição fiscal e é auditada de acordo com os padrões de medição nacionais durante o comissionamento e em intervalos de testes subsequentes.

Manutenção e vida útil dos rolamentos

O principal requisito de manutenção de um medidor de vazão de turbina a gás é o sistema de rolamento do rotor. O rotor gira continuamente em alta velocidade durante a operação, e os rolamentos que sustentam o eixo do rotor estão sujeitos a desgaste que eventualmente requer substituição. A taxa de desgaste do rolamento determina o intervalo de manutenção do medidor e a estabilidade do fator K ao longo do tempo, tornando a qualidade do rolamento um dos parâmetros de projeto mais importantes em um medidor de vazão de turbina a gás de alta confiabilidade.

Tipos de rolamentos e sua longevidade

Três tipos de rolamentos são usados em medidores de vazão de turbinas a gás comerciais, cada um com diferentes características de desempenho e longevidade:

• Rolamentos de luva (diâmetro) : Rolamentos hidrodinâmicos nos quais uma fina película de gás ou lubrificante sustenta o eixo do rotor. No serviço de gás limpo e seco, o próprio gás do processo fornece lubrificação, eliminando a necessidade de fornecimento externo de lubrificante e evitando a contaminação do fluxo de gás. Os mancais de deslizamento em serviços de gás natural limpo podem alcançar vidas úteis cinco a dez anos ou mais antes de exigir a substituição.
• Rolamentos de esferas : Os rolamentos de elementos rolantes proporcionam baixo atrito na partida e baixas vazões, ampliando a faixa útil do medidor em direção a velocidades de vazão mais baixas do que as que os mancais de deslizamento podem sustentar. No entanto, os rolamentos de esferas requerem lubrificação que deve ser fornecida a partir de um reservatório de lubrificante separado dentro do corpo do medidor ou de uma névoa lubrificante no gás de processo, e são mais suscetíveis a danos por contaminação do que os rolamentos deslizantes em aplicações de gás sujo.
• Rolamentos cerâmicos : Os rolamentos cerâmicos de zircônia ou carboneto de silício oferecem excelente resistência ao desgaste, inércia química e a capacidade de operar sem lubrificação em ambientes corrosivos ou de gás seco, onde os rolamentos metálicos convencionais sofreriam desgaste rápido ou ataque de corrosão. Os rolamentos cerâmicos são cada vez mais especificados para aplicações com gases ácidos (contendo sulfeto de hidrogênio) e gases corrosivos.

Monitoramento de condições e manutenção preditiva

Os projetos modernos de medidores de vazão de turbina a gás incorporam uma configuração de rotor duplo ou de captação dupla que fornece um meio de detectar degradação do rolamento ou danos ao rotor em serviço sem remover o medidor para inspeção. Em um medidor de rotor duplo, dois rotores são colocados em série dentro do corpo do medidor. Em condições normais, ambos os rotores giram a taxas determinadas pelo fluxo de gás, e a relação entre suas velocidades é fixada pelos ângulos das pás. Quando o desgaste do rolamento ou danos no rotor começam a afetar um rotor de maneira diferente do outro, a proporção de suas velocidades de rotação muda, fornecendo um sinal de diagnóstico que indica o desenvolvimento de problemas mecânicos antes que a precisão da medição seja significativamente prejudicada. Esse recurso de manutenção preditiva permite que os operadores planejem a substituição de rolamentos durante interrupções programadas de manutenção, em vez de responder de forma reativa a eventos de falha do medidor. , que no serviço de transferência de custódia pode desencadear procedimentos dispendiosos de troca de medidores e possíveis disputas de cobrança.

Calibração, Comprovação e Rastreabilidade

A precisão de um medidor de vazão de turbina a gás usado na transferência de custódia ou na medição fiscal é tão boa quanto a calibração que estabeleceu sua curva do fator K e o programa de prova que verifica se o fator K permanece estável durante todo o seu período de serviço. A calibração e a comprovação são atividades distintas, mas complementares, que juntas proporcionam a rastreabilidade metrológica necessária para transações comerciais legalmente executáveis.

Calibração de Fábrica

A calibração de fábrica é realizada em uma instalação de calibração de fluxo usando um meio de referência, normalmente ar ou gás natural, com um medidor mestre rastreável ou padrão de volume como referência. A calibração estabelece o fator K em múltiplas taxas de vazão em toda a faixa do medidor, produzindo uma tabela de calibração ou curva de correção polinomial que é armazenada no transmissor eletrônico do medidor ou no computador de vazão associado. Os certificados de calibração devem indicar o padrão de referência utilizado, sua rastreabilidade aos padrões de medição nacionais ou internacionais, a incerteza do padrão de referência e a incerteza expandida do fator K calibrado do medidor em cada vazão testada. Para medidores destinados à transferência de custódia, a calibração deve ser realizada com gás em condições representativas da pressão de serviço para evitar efeitos de densidade no fator K que não são capturados pela calibração com ar à pressão atmosférica.

Prova em serviço

A prova do medidor verifica o fator K de um medidor instalado em serviço em relação a um dispositivo provador calibrado ou um medidor mestre de calibração conhecida, sem remover o medidor da tubulação. Provadores de tubos, provadores de pequenos volumes e provadores de medidor mestre são os três principais métodos de prova usados ​​para medidores de vazão de turbinas a gás em serviços de transferência de custódia. A frequência de comprovação exigida pelas regulamentações e acordos comerciais aplicáveis varia, mas normalmente varia de mensal a anual dependendo do tamanho da transação medida e do histórico de estabilidade do medidor. Os resultados da prova são comparados com o fator K estabelecido, e se o desvio exceder a tolerância acordada (normalmente mais ou menos 0,25 a 0,5% dependendo do contrato), o fator do medidor é ajustado e a discrepância pode desencadear uma correção de faturamento para o período de medição desde a última prova válida.

Lista de verificação de seleção do medidor de vazão de turbina a gás

A seleção de um medidor de vazão de turbina a gás para uma aplicação específica requer avaliação sistemática das condições do processo, requisitos de desempenho e restrições de instalação. A lista de verificação a seguir cobre os parâmetros críticos que devem ser definidos antes que uma especificação possa ser concluída:

1. Defina a composição do gás e confirme a limpeza : Identifique todos os componentes, incluindo vestígios de contaminantes, potencial de condensação e espécies corrosivas. Confirme se o gás pode estar limpo e seco na entrada do medidor em todas as condições de operação.
2. Estabeleça a faixa de fluxo, incluindo taxas mínimas, normais e máximas : Confirme se a faixa de vazão necessária está dentro da faixa alcançável de um tamanho de medidor único ou planeje vários medidores em paralelo com a comutação automatizada de fluxo se a faixa necessária exceder o que um único medidor pode cobrir.
3. Especifique os requisitos de precisão e rangeabilidade : Determine se a aplicação exige precisão de grau fiscal mais ou menos 0,5% ou se uma especificação de grau de processo mais ou menos 1,0% ou mais ou menos 2,0% é aceitável, pois isso afeta diretamente o custo do medidor.
4. Confirme a pressão e temperatura máximas de operação : Verifique se as classificações de pressão e temperatura do medidor excedem as condições máximas de perturbação e não apenas as condições normais de operação.
5. Avalie trechos de tubos retos disponíveis : Examine o local de instalação para confirmar se as linhas retas necessárias a montante e a jusante podem ser alcançadas ou planeje a instalação do condicionador de fluxo, caso isso não seja possível.
6. Determine o sinal de saída e os requisitos de integração : Confirme se a saída de pulso será conectada diretamente a um computador de vazão, uma placa de entrada DCS ou um sistema SCADA e especifique o formato de saída necessário (frequência, HART, Modbus ou contagem de pulso).
7. Especifique o método de prova e o intervalo : Para medidores de transferência de custódia, o método de comprovação deve ser acordado com as partes comerciais antes que o medidor e o provador sejam especificados, pois alguns métodos de comprovação impõem requisitos específicos ao projeto do corpo do medidor.

O medidor de vazão de turbina a gás continua sendo uma das tecnologias mais precisas, confiáveis ​​e econômicas para medição de gás limpo em alta velocidade em toda a gama, desde pequenas instalações industriais até estações de medição de transmissão de gás natural de grande diâmetro. Sua simplicidade mecânica, fontes de erro bem compreendidas, ampla rangeabilidade e calibração madura e infraestrutura de comprovação sustentaram seu papel como tecnologia dominante na medição fiscal de gás natural por mais de seis décadas, e nada no mercado atual oferece uma combinação suficientemente atraente de vantagens competitivas para deslocá-la desta posição no futuro previsível para as aplicações onde ela realmente se destaca.