Analizador óptico de aceite en agua — Serie WACYS

El WACYS es un analizador óptico en línea con bridas que mide la concentración de aceite en el agua que sale de un depósito de almacenamiento de crudo o de productos derivados. Se atornilla directamente a la tubería de drenaje, realiza mediciones continuas con un tiempo de respuesta de 0,1 s y no requiere sistema de muestreo, enfriador de muestras, circuito de derivación ni cabina protectora para el analizador. La salida de 4–20 mA controla el regulador del deshidratador, de modo que el drenaje se detiene en el momento en que se detecta la presencia de aceite, en lugar de hacerlo según un temporizador.

¿Por qué medir el aceite en el agua en tiempo real?

El agua se acumula en el fondo de todos los depósitos de almacenamiento de crudo y productos petrolíferos, y debe extraerse antes de que llegue a la salida del producto. Si se extrae demasiado pronto, se desperdicia producto y se altera el equilibrio del depósito; si se extrae demasiado tarde, el agua llega a la línea de transferencia. La decisión depende de un único valor —la concentración de petróleo en el agua que sale por el desagüe— y ese valor debe estar disponible mientras la válvula está abierta, no horas más tarde en un laboratorio.

La extracción basada en un temporizador o en el volumen parte de la base de que la interfaz agua/aceite se comporta siempre de la misma manera. En la práctica, esto no es así: las bandas de emulsión varían en función del caudal, la temperatura, el lote de producto y el estado del fondo del depósito. Un analizador instalado en la línea de drenaje cierra ese bucle con una medición, en lugar de basarse en una suposición.

• Pérdida de producto — Detener el trazo en el punto exacto de ruptura, en lugar de dejar un margen de seguridad en cada trazo.
• Arrastramiento de agua — No queda agua libre de aceite en el depósito, por lo que no se envía agua aguas abajo junto con el producto.
• Cumplimiento de la normativa sobre vertidos — prueba de que el agua enviada al sistema de separación de agua y aceite se encuentra dentro de los límites de concentración de aceite permitidos.

Principio de medición

Un haz colimado procedente de una fuente de infrarrojos atraviesa una lente, cruza la célula de medición de flujo en ángulo recto con respecto al flujo y llega a un fotodiodo a través de una segunda lente y un filtro óptico. El medio absorbe parte de la intensidad a lo largo de la longitud del recorrido óptico. Según la ley de Lambert-Beer, el logaritmo de la pérdida de transmitancia es proporcional a la concentración del medio absorbente, por lo que la fotocorriente generada por el detector es una medida directa de la concentración de aceite en el agua.

La fuente y el detector se encuentran en módulos antideflagrantes independientes situados en un eje óptico horizontal común. El sistema óptico está aislado del proceso mediante las dos ventanas del cuerpo de la célula: solo las ventanas están expuestas al medio, y los módulos pueden someterse a mantenimiento sin interrumpir la línea de proceso. La medición es independiente del color, la densidad, la conductividad, la constante dieléctrica o la viscosidad, por lo que un solo instrumento es capaz de medir gasolina, reformado, alquilado, gasóleo, crudo y la mayoría de los demás productos que se manipulan en un parque de tanques.

Características principales

• Respuesta rápida: 0,1 s. No hay retraso en el muestreo ni ventana de promediado lo suficientemente larga como para retrasar una decisión, y eso es lo que hace posible el control de válvulas en bucle cerrado.
• Se instala directamente en la línea. Sin enfriador de muestras, circuito de derivación, bomba ni cabina para el analizador. Basta con atornillar el carrete, conectar los dos módulos a la caja de control y ya está listo para medir.
• Funcionamiento totalmente en línea y sin necesidad de mantenimiento. Medición continua con visualización en tiempo real; gracias al control del modo de reposo, la fuente de luz solo se activa cuando es necesario realizar una medición.
• Apto para zonas peligrosas. Caja a prueba de explosiones con clasificación Ex db IIC T6 Gb, adecuada para las zonas que suelen clasificarse en torno a los depósitos de almacenamiento y los colectores de drenaje.
• Diseñado para soportar la presión de la tubería de desagüe. Presión nominal de hasta 6 MPa, muy por encima de la presión nominal del propio depósito, por lo que el analizador nunca supone una limitación de presión para el sistema de extracción.
• Es apto para prácticamente cualquier producto almacenado. Gasolina, reformado, alquilado, gasóleo, combustible para aviones, crudo y la mayoría de los demás hidrocarburos.
• Larga vida útil. Más de tres años de funcionamiento ininterrumpido, o más de diez años con el control del modo de suspensión.
• Interfaz estándar de 4–20 mA. La caja de control asociada convierte la fotocorriente en una señal de 4-20 mA para el PLC o el DCS del sistema de deshidratación.

Datos técnicos

Los valores indicados se refieren a la gama estándar. Los certificados de los materiales en contacto con el fluido, los planos dimensionales y cualquier dato específico del proyecto se facilitan junto con la confirmación del pedido.

Código del modelo e información sobre pedidos

El código del modelo indica el principio de medición, el tipo de brida, el diámetro nominal y la clase de presión:

WACYS – [principio] – [brida][tamaño] – [presión]

Ejemplo: WACYS-HZ-A50-16 — Analizador óptico de aceite en agua, absorción infrarroja, brida HG/T 20615, DN50, presión nominal de 1,6 MPa.

Datos que se deben facilitar al realizar una consulta:

• Presión máxima de servicio de la tubería (MPa).
• Norma de bridas y tamaño nominal de las bridas de acoplamiento.
• Espacio disponible para la instalación o las dimensiones totales necesarias.
• Caudal medio (m³/h).
• Temperatura de funcionamiento media y prevista, de modo que se respete el intervalo recomendado.

Aplicaciones

• Deshidratación automática del depósito — Retroalimentación de aceite en agua al sistema de control del deshidratador en la línea de extracción de crudo, gasolina, reformado, alquilado y servicios similares.
• Supervisión de la interfaz — Indicación continua de la penetración de la capa de agua en los colectores de drenaje de los depósitos y en los sistemas de drenaje cerrado.
• Control de calidad del agua extraída — Comprobación de que el agua que se envía al sistema de separación de agua y aceite se encuentra dentro de los límites de concentración de aceite permitidos.
• Concentración general de impurezas — cualquier aplicación en la que la fase dispersa y el medio portador absorban la radiación infrarroja en distintos grados.

El analizador se suministra normalmente como parte de un paquete de deshidratación de depósitos, junto con aspiradores flotantes y las válvulas de la línea de desagüe y la caja de control correspondientes.

Instalación y puesta en marcha

Instalación mecánica

• Antes de la instalación, compruebe que la norma y el tamaño de la brida del analizador coincidan con las bridas de la tubería.
• Atornille el analizador entre las bridas de la tubería como de costumbre, con una junta a cada lado.
• Sujeta la tubería por ambos lados. El analizador nunca debe soportar el peso ni la dilatación de la tubería.
• Las dos bridas de acoplamiento deben estar paralelas; no tire de la tubería para alinearla, ya que el momento flector y el par de torsión deforman el cuerpo y desalinean la óptica.
• Mantén el módulo emisor y el módulo detector en el mismo plano horizontal, para que no se depositen partículas sólidas en las ventanas ópticas.

Conexión eléctrica

• Conecta los cables del módulo fuente y del módulo detector a los terminales correspondientes de la caja de control; no cruces ni inviertas las conexiones.
• Alimenta la caja de control con 24 V CC y conecta su salida de 4–20 mA al PLC del sistema de deshidratación.
• Conecta el borne de tierra externo al punto de puesta a tierra del equipo y el borne de tierra interno a la clavija de tierra del conector mediante un cable de cobre flexible.

Puesta en servicio

Una vez presurizada la línea, comprueba que ambos módulos estén alimentados y que se obtenga una lectura estable con agua limpia en la célula. Ajusta el punto cero con una muestra de agua limpia —nunca con aire— y confirma la salida de 4–20 mA en el sistema de control. Anote la lectura en cero y en la condición de plena escala prevista como referencia para comprobaciones posteriores.

Funcionamiento y mantenimiento

El analizador funciona de forma continua y sin necesidad de supervisión. Cuando el sistema de deshidratación utiliza el control en modo de reposo, la fuente de luz solo se enciende durante el intervalo de medición, lo que permite que la vida útil prevista supere los diez años. Las tareas rutinarias se limitan a:

• Revisa periódicamente el estado de las ventanas ópticas a través de la célula; límpialas cuando la lectura se desvíe o se observe algún depósito.
• Verificación del punto cero durante el mantenimiento programado del depósito.
• Sustitución del módulo de la fuente de luz al final de su vida útil, sin necesidad de retirar el cuerpo de la línea.

Preguntas frecuentes

¿Qué mide realmente el analizador?

La concentración de aceite en el agua que sale por el desagüe del depósito, expresada como porcentaje de aceite en agua en un rango de hasta 5 %. Se trata de una medición directa de la absorción óptica en la línea, no de un análisis de laboratorio ni de un valor deducido a partir del caudal o del tiempo.

¿Por qué la absorción infrarroja y no otro principio de medición?

La medición en línea de aceite en agua puede basarse en el color, la densidad, la conductividad, la constante dieléctrica, la conductividad térmica, el calor específico, la viscosidad, la absorción de microondas o la respuesta ultrasónica. En una línea de drenaje de un depósito, cada uno de estos parámetros se ve alterado por la emulsificación, las oscilaciones de salinidad, el gas arrastrado o un cambio en el producto almacenado; la absorción infrarroja es considerablemente menos sensible a esas influencias. Su única limitación práctica es la acumulación de residuos en la ventana, lo que se soluciona gracias al tipo de cristal óptico y al tratamiento antiadherente aplicado a las ventanas del WACYS.

¿Es necesario disponer de un sistema de muestreo independiente o de una sala de análisis?

No. El analizador es un elemento de conexión con bridas que se instala directamente en la tubería de drenaje. Solo la caja de control, que convierte la fotocorriente en 4–20 mA, se monta por separado —normalmente dentro de la caja antideflagrante del equipo de deshidratación—.

¿Qué normas y tamaños de bridas hay disponibles?

Bridas HG/T 20615 (tipo ASME) o HG/T 20592 (tipo EN), desde DN06 hasta DN300, con una presión de diseño seleccionable entre 1,6 y 6,0 MPa. Se pueden ofrecer presupuestos para otras normas previa solicitud.

¿Con qué frecuencia hay que revisar el instrumento?

El mantenimiento rutinario se limita a una revisión visual periódica de las ventanas y a una verificación del punto cero durante el mantenimiento del depósito. En funcionamiento continuo, la vida útil prevista es de más de tres años; con el control en modo de reposo, supera los diez años.

¿Se puede utilizar en un depósito ya existente, y no solo en los de nueva construcción?

Sí. El analizador se instala en la tubería de desagüe, en lugar de dentro del depósito, por lo que puede incorporarse a un sistema de deshidratación ya existente durante una parada de la planta sin necesidad de realizar trabajos en el interior del depósito.

Solicitar un presupuesto

Envíenos el tamaño de la tubería, la norma de bridas, la presión de diseño, el caudal y el producto que se va a transportar, y le facilitaremos el código del modelo, el plano dimensional y el precio. Las fichas técnicas de los productos y los certificados de protección contra explosiones están disponibles previa solicitud.

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