Caudalímetros másicos Coriolis para aplicaciones de nitrógeno líquido y GNL

Caso práctico: Medidor de flujo másico Coriolis para nitrógeno líquido y GNL: Medición de flujo criogénico DN40

Respuesta rápida

Un caudalímetro másico Coriolis DN40 (1,5 pulgadas) con tubos de acero inoxidable 316L, con capacidad para -200 °C y 20,6 bar (300 PSIG), mide con precisión nitrógeno líquido (LN2) y GNL a caudales entre 0,227 y 22,7 m³/h (1-100 GPM). La salida directa de caudal másico elimina los errores de corrección de densidad causados ​​por la expansión del fluido criogénico. Silver Automation Instruments suministra la serie SH-CMF-40 con certificación ATEX a prueba de explosiones, precisión del 0,2 % y pantalla remota para instalaciones criogénicas en áreas peligrosas.

¿Por qué utilizar el método Coriolis para la medición del flujo de líquidos criogénicos?

La mayoría de las tecnologías de medición de flujo fallan por debajo de -100 °C. Los medidores ultrasónicos pierden la integridad de la señal a medida que las propiedades del fluido cambian a temperaturas criogénicas. Los medidores de turbina se bloquean debido a que las holguras de los cojinetes cambian drásticamente cuando la carcasa se contrae. Los medidores de área variable no son prácticos para líneas criogénicas cerradas bajo presión.

Los medidores Coriolis miden el flujo másico directamente mediante el efecto inercial sobre tubos vibrantes. No hay partes móviles expuestas al fluido del proceso. La medición no depende de la densidad, la viscosidad ni la estabilidad de fase del fluido. Para el nitrógeno líquido a -196 °C o el GNL a -162 °C, esto es importante porque ambos fluidos se encuentran cerca de sus puntos de ebullición. Cualquier aporte de calor provoca una vaporización parcial, y un medidor que dependa de la densidad dará una lectura incorrecta. El medidor Coriolis, en cambio, proporciona lecturas correctas en cualquier caso.

En la práctica, vemos esta aplicación con frecuencia: un cliente necesita transferir la custodia o llenar lotes de nitrógeno líquido en dewars, o dosificar GNL en camiones de distribución a pequeña escala. La transferencia de custodia requiere una precisión del 0,2 %. El sistema Coriolis a DN40 ofrece esa precisión.

DN40 vs DN25: ¿Por qué 1,5 pulgadas para este rango de caudal?

Caudalímetro Coriolis para nitrógeno líquido y GNL.

En este caso, tanto la aplicación de LN2 como la de GNL comparten las mismas opciones de tamaño de tubería (1 pulgada o 1,5 pulgadas) y el mismo rango de caudal: 1-100 GPM (0,227-22,7 m³/h). Esta coincidencia hace que un único tamaño de medidor sea la opción lógica.

A 100 GPM a través de un medidor Coriolis de 1 pulgada (DN25), la velocidad excede los límites aceptables y la caída de presión se vuelve significativa. El nitrógeno líquido tiene una viscosidad muy baja (alrededor de 0,16 cP a -196 °C), lo que significa que se mueve rápido y turbulentamente en tubos de diámetro pequeño. Un medidor DN40 (1,5 pulgadas) mantiene la velocidad dentro del rango operativo normal en todo el intervalo de 1 a 100 GPM, con una caída de presión aceptable y sin riesgo de errores de medición por cavitación cerca del extremo inferior.

Así, un medidor DN40 sirve para ambos proyectos. No es necesario utilizar dos diámetros de orificio diferentes.

Medidor Coriolis SH-CMF-40: Especificaciones completas

Detalles clave de la aplicación

Aplicación de nitrógeno líquido (LN2): tubería de 1 o 1,5 pulgadas, -196 °C, 300 PSIG (20,6 bar), caudal de 1 a 100 GPM. Entre sus usos típicos se incluyen el llenado de dewars criogénicos, las líneas de suministro para túneles de congelación rápida individual (IQF) en el procesamiento de alimentos y los sistemas de suministro de gases para laboratorios.

Aplicación de GNL: tubería de 1 o 1,5 pulgadas, -162 °C (punto de ebullición del metano a presión atmosférica), 300 PSIG, caudal de 1 a 100 GPM. Entre sus usos típicos se incluyen la carga de GNL en camiones cisterna a pequeña escala, la medición en terminales satélite y el suministro de combustible a buques.

Ambos fluidos son líquidos limpios y monofásicos en condiciones de funcionamiento. Siempre que la tubería se enfríe adecuadamente antes de que comience el flujo, se puede evitar el flujo bifásico en la entrada del medidor. Esto es un problema de puesta en marcha, no una limitación del medidor.

La certificación ATEX es obligatoria para las instalaciones de GNL y altamente recomendable para el servicio de LN2 cerca de zonas con riesgo de enriquecimiento de oxígeno. El modelo SH-CMF-40 con opción E1 cuenta con la aprobación ATEX para la Zona 1.