MEDICIÓN DE CAUDAL EN TUBERÍAS
EnerTek suministra e instala sistemas para medir el flujo en las tuberías. Instalamos caudalímetros estándar, así como sistemas a medida para condiciones complejas como:
Estudio de Caso
Instalación de un sistema de Control & Automatización para la CH Misicuni, Bolivia (120 MW)
EnerTek suministra e instala sistemas para medir el flujo en las tuberías. Instalamos caudalímetros estándar, así como sistemas a medida para condiciones complejas como:
Introducción
El objetivo del Proyecto Misicuni es suministrar agua potable y agua de riego a la ciudad de Cochabamba, situada en el centro de Bolivia, y al mismo tiempo añadir 120 MW de capacidad de generación a la red nacional. El proyecto consiste en un túnel de 19,2 km que lleva 14,7 m³/s desde el reservorio Misicuni hacia una tubería forzada de 1,8 m de diámetro y 5 km de largo. Esta tubería forzada conduce el agua hacia tres turbinas situadas en el valle, a unos 1,035 m por debajo del punto de captación, el efluente drena en un reservorio de 123,000 m³ que regula el flujo de agua a la ciudad. EnerTek Global ganó la licitación para diseñar, administrar, instalar y comisionar una serie de sistemas para facilitar el control de seguridad, operación y el monitoreo de este proyecto.
Etapa de Planificación
Los ingenieros de EnerTek realizaron la primera visita a las operaciones en enero de 2017, se tomaron notas y medidas en toda la infraestructura actualmente en sitio. Durante un período de 4 meses, EnerTek utilizó esta información, así como planes de proyectos para diseñar y adquirir el equipo adecuado para el proyecto. Debido a la naturaleza desafiante del sitio y los requisitos de alta precisión, EnerTek trabajó con Hydrovision GmbH como nuestro socio tecnológico. Hydrovision suministró todos los sensores necesarios para el proyecto, EnerTek proveyó todas las comunicaciones de telemetría y sistemas de control. El 22 de junio de 2017, el equipo EnerTek llegó al sitio de trabajo para recibir aquellos envíos de equipos provenientes de Perú, Alemania y los EE.UU. para iniciar el proceso de instalación.
Figura 1: Vista general de la tubería forzada
Instalación del Sistema
El equipo de EnerTek instaló todos los sistemas en el lugar durante un período de 6 semanas. La programación y puesta en servicio de los sistemas se llevaron a cabo durante 3 visitas adicionales a al sitio, acorde con el tiempo en que la planta se preparaba para realizar diferentes pruebas requeridas.
Figura 2: Equipo de EnerTek de programación SCADA en el sitio
Instalación del Sistema de medición del caudal (Q1) en la Tubería forzada
El cliente necesitaba conocer el caudal en la entrada del proyecto con una precisión superior a +/- 1% para fines de medición de agua, seguridad y control. Para lograr esto, EnerTek instaló el sistema de medición de caudal de tiempo en tránsito tipo “clamp-on”, con dos pares de sensores (véase la figura 3). Este sistema fue conectado a un controlador local (véase la figura 3). Luego se conectó controlador local a la sala de control a través de un enlace 5 km de fibra óptica y comunicación MODBUS TCP / IP.
Figura 3: Sistema de medición de caudal tipo clamp-on siendo instalado en la tubería forzada de 1,8 m de diámetro
Figura 4: Controlador local para el sistema de medición de flujo
Figura 5: Calibración del sistema de medición de flujo de alta precisión
Instalación del Sistema de detección de Fugas Penstock
Debido al agua a alta presión (100 bar) y la considerable longitud de la tubería forzada (5 km), el cliente solicitó a EnerTek el diseño e instalación de un sistema que permita la alerta temprana de la detección de fugas. Este sistema implicó la instalación de un sistema de medición adicional tipo “clamp-on” de Hydrovision al lado de la casa de máquinas para detectar diferencias entre la entrada y salida (figura 6).
Figura 6: Punto de medición de flujo justo antes de la Sala de Máquinas
Un sistema de PLC y SCADA fueron programados para emitir alertas acústicas y visuales dentro de los 5 segundos de producirse una fuga de > 0.2 m³/s y comenzar con el cierre de una gran válvula de mariposa de seguridad en el lado de baja presión de la tubería de carga después de 20 segundos (figura 7). Este sistema está diseñado para evitar daños mayores en infraestructura costosa y potencialmente salvar vidas en caso de una fuga.
Figura 7: Válvula de mariposa de seguridad en el lado de baja presión de la tubería forzada
Figura 8: Slave PLC para el Sistema de detección de fugas
Sistema de detección de fugas para reservorio
El reservorio artificial de 123,000 m³ es parte integral de este proyecto, sin embargo, tuvo que ser construido por encima de la ciudad para proporcionar la cabeza de presión necesaria. Esto plantea un riesgo importante, podría producirse una fuga. La filtración debido a un fallo en la membrana de la base del reservorio podría provocar infiltración hacia el agua subterránea y no ser detectada, con crecimiento potencial o saturar el suelo a un punto en el que ponga en peligro las paredes del reservorio. El cliente solicitó que EnerTek diseñe un sistema para vigilar el nivel freático por debajo del reservorio y activar las alarmas si el cambio de nivel es mayor que el de los promedios estacionales (indicando una fuga potencial). EnerTek instaló una serie de sensores de nivel de agua de alta precisión (piezómetros), en pozos perforados por debajo del nivel freático. Estos sensores se han instalado con sistemas UPS de energía solar, y están conectados a la sala de control a través de fibra óptica para el más alto nivel de confianza de la señal.
Figura 9: Sistema SCADA de EnerTek para el sistema de seguridad del reservorio
Nivel de agua en el reservorio
El nivel de agua en el reservorio corresponde al volumen de agua disponible para la ciudad y por lo tanto, es un parámetro importante para medir. Una pequeña inexactitud de 1 mm corresponde a cientos de m³, debido a la gran área superficial. El cliente solicitó que EnerTek diseñe e instale un sistema para medir y registrar el nivel de agua en el reservorio con una alta precisión en tiempo real. EnerTek instaló un transductor de presión sumergible ventilado en una tubería de amortización de 50m con un enlace de fibra óptica de vuelta al PLC (figura 10) y un sistema SCADA en la sala de control. Este sistema está logrando una precisión de +/- 3 mm.
Figura 10: Sistema de nivel de agua para el reservorio
Nivel de la chimenea de equilibrio
Para el control preciso y la estabilidad de las turbinas, el cliente requirió la instalación de una chimenea de equilibrio de 160m en el centro de un canal de 19,2 km. Esta chimenea se instaló en un lugar donde el canal está dentro de un túnel bajo una colina, un gran eje de 2m de diámetro fue perforado verticalmente hasta que se cruzó con el túnel debajo. Por razones de seguridad y control, el cliente solicitó que EnerTek instale un sensor de nivel en este eje. EnerTek instaló un sistema que mide el nivel en dicho eje con alta precisión y luego transmitió la información en tiempo real a la sala de control a unos 5 Km hacia el valle. La Figura 11 muestra el reservorio en la parte superior de la chimenea.
Figura 11: Reservorio en la parte superior de la chimenea
