Análise comparativa de medidor de vazão em flare por tecnologia ótica e pitometria utilizando túnel de vento

Abstract

With recent discoveries by the oil industry related to the reserves in Brazilian pre-salt, flow measurement technology is being re-evaluated in view of the large CO2 concentrations found in these reserves. A technology that has accuracy levels similar to those obtained with flow meters currently used and also measures independent characteristics to the composition and thermodynamic properties of gases is optical flow measurement velocimetry (OFM). The present work is related to experimental study, comparison of the speed readings from Pitot tube flow meters and optical velocimetry. This experimental study consists of qualifying and quantifying the velocity profiles among the possible configurations of flow in the wind tunnel, proposing methodology using flow conditioners and damping of the readings obtained with the Pitot tube, and analysis of readings taken with the optical sensor to evaluate the device installation effects in the results. The results indicate that transit-time optical flow meters for medium to high speed levels, could provide readcohesive flow even in a misalignment of up to ± 5 °, although it appears in the installation manual of the manufacturer guarantees of results meter when a misalignment of at most up to ±2º. Regarding the optical sensor intrusive effect in the readings simultaneous with the Pitot tube, it is perceived, in general, from approximately Re> 2,05x105, the intrusive effect of this influence is suppressed by other effects. Finally, for a proper flow study through Pitometry in order to make the comparison with the optical flow metering and achieve satisfactory results with the Pitot tube, the use of specific devices of flow conditioning and damping of the measured values had to be made

Com as recentes descobertas da indústria petrolífera brasileira, relacionadas às reservas no pré-sal, a tecnologia de medição de vazão está sendo reavaliada, tendo em vista as grandes concentrações de CO2 encontradas nessas reservas. A tecnologia de medição de vazão por velocimetria óptica (OFM) possui níveis de precisão semelhantes aos obtidos com os medidores de vazão utilizados atualmente. Essa tecnologia possui as características de independência com relação à composição química e às propriedades termodinâmicas dos gases. O presente trabalho se dedica ao estudo experimental de comparação das leituras de velocidade entre tubo de Pitot e medidor de vazão por velocimetria óptica. Para isso foi efetuada qualificação e quantificação dos perfis de velocidades em escoamento no túnel de vento, propondo metodologia de uso de retificadores de fluxo e amortecimento das leituras obtidas com o tubo de Pitot, e análises de leituras realizadas com o sensor óptico visando avaliar os efeitos de instalação do dispositivo nos resultados obtidos. Os resultados indicam que medidores de vazão ópticos por tempo de trânsito, para níveis médios e altos de velocidade, podem fornecer a leitura esperada da vazão mesmo estando num desalinhamento de ±5º, apesar de constar no manual de instalação do fabricante garantia destes resultados do medidor quando num desalinhamento de, no máximo, até ±2º. Com relação ao efeito intrusivo do sensor óptico nas leituras simultâneas com o tubo de Pitot, percebe-se, em geral, que a partir de aproximadamente Re> 2,05x105, o efeito intrusivo desta influência foi suprimido por outros efeitos. Por fim, para uma devida caracterização do escoamento por meio de pitometria, a fim de efetuar a comparação com a medição Laser, e alcançar satisfatórios resultados com o tubo de Pitot, foi necessário fazer uso de dispositivos específicos como retificadores de fluxo e de amortecimento (damping) dos valores medidos