4.СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА НЕФТИ

ИНЕФТЕПРОДУКТОВ

Выделяют следующие способы определения количества нефти и

невысокая точность тензометровД; сложность равномерного распределения нагрузки между

отдельными упругими элементами; сложность тарировки и периодической поверки;

невозможность установки упругих элементов на действующих больших резервуарах и трудность установки на малых;

взвешивание всего содержимого резервуара без разделения на воду, осадки и полезный продукт.

Основные причины погрешностей для тензометрического взвешивания [3]:

27

нелинейность упругих элементов (0,2–0,05%);

гистерезис (0,01–0,05%);

температурная нестабильность нуля (0,001%);разброс показаний (0,01%);

влияние аэростатических сил (0,1%).

Кроме этого, на погрешность измерений тензометрическим

4.2. О ъемно-весовой способ

Наиболее распространенным способом определения количества жидкости в резервуарах в настоящее время является объемно-весовой (ОВ-способ) [3].

При построении системы коммерческого учета нефтепродуктов на основе ОВ-способа необходим комплекс приборов измерения

радиоволновые и др. Так, во Франции используют уровнемеры с радиоактивными методами измерения, обеспечивающие простоту, высокую чувствительность и надежность в работе. Для товарнорасчетных операций в лаборатории DAFINNA DUBROLIH HERPIK

28

(Гренобль, Франция) разработан уровнемер, действующий по пьезометрическому принципу. В нижних и верхних камерах резервуара расположены трубки, по которым пропускается сжатый воздух. Другие концы трубок выведены наружу и соединяются с дифманометром. Давление столба жидкости в резервуаре уравновешивается столбом ртути и в дифманометре [3].

Анализ уровнемеров показывает, что приборы автоматического измерен я уровня системы коммерческого учета, имеющие

4.2.1. Устройство для товарно-расчетных операций в резервуарных парках «Утро»

На основе ОВ-спосо а измерения разработано устройство типа «Утро», предназначенное для товарно-расчетных операций в резервуарных парках. В этих устройствах для измерения уровня

могут применяться поплавковый указатель уровня У У–10.

резервуаров: наземного горизонтального и вертикального; заглубленного, подземного; с понтом, с плавающей крышей. Уровнемеры изготавливаются для работы при температуре окружающего воздуха от –50 °С и относительной влажности не более 95 °С при температуре 35 °С.

Конструкция уровнемера имеет возможность наладки (корректировки нуля) в условиях эксплуатации. Исполнение

29

уровнемеров по устойчивости к механическим воздействиям – ударопрочное по ГОСТ 12997. Число оборотов выходного вала уровнемеров на 1м измерения уровня должно быть равно – 5.

Уровнемеры типа УДУ–10 рассчитаны на длительный период эксплуатации в условиях работы резервуарных парков при Ссоблюдении всех правил монтажа, наладки, эксплуатации и ремонта,

указанных в настоящем паспорте [3].

и бА

Рис. 4.1. УровнемерДтипа У ИУ-10

Поплавок 10, подвешенный на перфорированной мерной ленте 9, при своем движении скользит вдоль направляющих струн 8, жестко закрепленных на дне емкости и натянутых при помощи специальных устройств 7, которые установлены на крышке выходного патрубка. Лента по роликам 6 проходит через гидрозатвор 5 и вступает в зацепление с мерным шкивом 4. Перемещение шкива передается на счетчик, показания которого соответствуют уровню нефтепродукта в резервуаре. Натяжение мерной ленты обеспечивается пружинным двигателем постоянного момента, принцип действия которого следующий: стальная закаленная лента 2, навитая специальным

30

способом, одним концом прикреплена к барабану 1, а другим свободно охватывает ось барабана 3, создавая момент постоянной величины в направлении, показанном стрелкой. При понижении уровня жидкости масса поплавка преодолевает момент трения в системе и момент, создаваемый пружинным двигателем. Поплавок начинает перемещаться вниз, мерная лента вращает барабан 1 и перематывает пружинную ленту двигателя постоянного момента с барабана 8 на барабан 1, накапливая тем самым энергию. При

илиленту на барабан 1 за счет энергии, накопленной при понижении

уровня [3].

нефтепродуктов, находящихся в резервуаре. Установлено, что температура продукта, змеренная в одной точке резервуара, даже в

середине взл ва не характеризует среднее его значение.

Для верт кальных резервуаров с достаточной степенью точности принято, что средняя температура продукта характеризуется среднеарифметическим значением температур, измеренных в несколько равно отстоящих по высоте точках. Прибор для измерения

в таком случае ыл ы сложным по техническому исполнению и

В «УтробА» змеряют среднюю температуру всей массы нефти

Одноэлементный термометрД(рис. 4.2, а) представляет собой жесткую трубу 1 с поплавком 2, шарнирно закрепленнуюИу основания стенки резервуара. Вдоль трубы расположен термометр сопротивления 3, равный по длине трубе 1 и заключенный в гибкий защитный кожух. Труба поворачивается относительно оси 4 таким образом, что термометр все время погружен в жидкость, пересекая ее толщину по

неудобным в эксплуатации. Поэтому применяют термометры, позволяющие получать среднюю температуру продукта в резервуаре. По конструктивному оформлению термометры можно разделить на три типа: одноэлементные, многоэлементные, пружинные.

диагонали.

На рис. 4.2, б изображена схема многоэлементного термометра, представляющего собой набор термоэлементов различной длины, заключенных в общий герметизированный кожух. Включаются термометры ступенчато коммутирующим устройством, сопряженным с указателем уровня. При каждом определенном уровне жидкости в резервуаре включается тот элемент, длина которого соответствует

31

этому уровню. Таким образом, средняя температура измеряется элементом, полностью погруженным в жидкость. Термоэлементы различной длины имеют одинаковое сопротивление.

Си бА Д

Рис. 4.2. Электрические термометры сопротивленияИдля измерения температуры в резервуарах: а – одноэлементный; б – многоэлементный; в – пружинный

Схема пружинного термометра показана на рис. 4.2, в. Чувствительный элемент 2 представляет собой спираль из никелевой проволоки длиной 40 м, обладающей большим температурным коэффициентом сопротивления. Спираль одним концом прикреплена к поплавку 1, а вторым – к грузу 4, опущенному на дно резервуара. Поплавок, перемещаясь вдоль направляющих струн 3, растягивает или сжимает

32

спираль. Таким образом, термоэлемент полностью находится в жидкости, а еговысота соответствует уровнюжидкостив резервуаре[3].

Никелевая проволока расположена внутри эластичной нейлоновой трубки. Для измерения средней температуры необходимо равномерное распределение витков спирали по высоте. Это возможно в том случае, когда приведенная плотность термоэлемента на всей его длине будет равна плотности измеряемой жидкости. Плотность спирали регул руется медной изолированной проволокой, помещаемой

Сэксплуатац онной точки зрения наибольшим преимуществом из термометров рассматриваемых типов обладает многоэлементный, так как он не меет подвижных частей внутри резервуара и позволяет

внутрь нейлоновой трубки.

осуществлять его монтаж и демонтаж без опорожнения резервуара. Каждый элемент термометра имеет одно и то же сопротивление, поэтому среднюю температуру можно измерять любым стандартным

прежнего положения. При понижении уровня происходит обратный процесс [3].

И

Кинематическая схема устройства уровнемера УЭД-3, устанавливаемого на резервуаре, приведена на рис. 4.3.

На оси 5 вилки 6 свободно вращается гладкий ролик 4, через который переброшена перфорированная лента 12, изготовленная из нержавеющей стали. Указанная лента переброшена также через ведущий ролик 3 с зубцами, входящими в перфорацию ленты. На одном конце ленты висит буек 13, на другом – уравновешивающий

33

груз 14. Продолжением вилки 6 служит стержень 8, жестко закрепленный в скобе 9. Герметизация достигается сильфоном 7.

При повышении уровня замыкается нижний контакт Кн, включается цепь реверсивного двигателя 1 и отключается тормозное устройство 2. Через систему зубчатых колесИи первичную передачу приводится во вращение ведущий ролик 3 для установления буйка в нормальное положение (наполовину погружённый в жидкость). При этом контакт размыкается, двигатель останавливается, электромагнит тормозного устройства 2 обесточивается, что обеспечивает включение тормоза и быструю остановку двигателя, а также исключает возможность включения верхнего контакта в результате инерционного выбега. При понижении уровня жидкости в резервуаре включается верхний контакт Кв и реверсивный двигатель вращается в противоположную сторону, система вновь приходит в равновесие.

34

Таким образом, буек непрерывно следит за изменением уровня жидкости в резервуаре [3].

Уровень жидкости отмечается непосредственно у резервуара четырехзначным отчетным устройством 15 с точностью до 1 мм, и отсчет передается на расстояние устройством дистанционной

Спередачи 16.

В Венгрии разработана автоматическая цифровая система КОР-ВОЛ для высокоточного измерения количества жидкости в резервуарах, спользующая ОВ-способ. Система КОР-ВОЛ служит

данных змерен й.

плотностидля автомат ческого определения объема или массы жидкости, хранимой в резервуарах большой вместимости, сбора и обработки

Выч слен е массы жидкости по уровню, средней температуре и

сложностьбАпервичных измерительных приборов, устанавливаемых на резервуарах;Д

трудность периодической метрологической поверки первичных измерительных приборов, устанавливаемых на резервуарах;

сложность алгоритма обработки первичной измерительной информации; И

высокая стоимость системы, вызванная необходимостью установки первичных измерительных приборов в каждом из контролируемых резервуаров, а также применением сложных специализированных вычислительных устройств или ЭВМ для реализации алгоритма обработки; трудность полной автоматизации товарно-учетных операций.

4.2.2. Измеритель-сигнализатор уровня СУ 100

Измеритель-сигнализатор (рис. 4.4) предназначен для непрерывного измерения уровня жидких или сыпучих сред, контроля

35

(сигнализации) двух заданных предельных положений измеряемого уровня в технологических и товарных резервуарах, танках, силосах, бункерах и т.п. стационарных установках, а также для передачи

преобразование входногоДнепрерывного частотного сигнала датчика уровня в выходные сигналы: два непрерывныхИтоковых и два дискретных (контактыреле);

отображение результатов измерений на полупроводниковом индикаторе в относительных единицах измерения;

формирование выходного релейного сигнала и световойустановок уровня или объема, задаваемыхпользователем;

автодиагностику и сигнализацию отказов. В состав измерителя-сигнализаторавходят [4]:

–датчик (рис. 4.5);

–вторичный преобразователь (рис. 4.6).

36

37

Си бА

Рис. 4.6. ПреобразовательДвторичный ИСУ 100:

1 – корпус; 2 – электронный модуль; 3 – светодиодИдля сигнализации наличия питающегонапряжения; 4 – светодиод для сигнализации режима работы (измерение или настройка); 5 – светодиоды для сигнализации достижения установленных предельных положенийуровня; 6 – цифровой индикатор для отображения текущего значения уровня впроцентах; 7 – клавиатура; 8 – зажим для заземления; 9, 10, 11, 12 – кабельные вводы

Конструктивно искрозащитные элементы объединены в неразборный блок, размещенный внутри корпуса вторичного преобразователя.

Максимальная внешняя индуктивность L0 и максимальная внешняя емкость C0 электрической цепи датчика ограничены значениями 1 мГн и 0,5 мкФсоответственно.

38

необход мо про звод ть два раза в год или через 5000 ч эксплуатации в следующемпорядке:

осмотреть датчик, вторичный преобразователь, удалить пыль

игрязь с наружных поверхностей;

при нео ходимости очистить чувствительный элемент датчика от загрязнений и отложений тканью, смоченной соответствующим растворителем (бензином, щелочнымраствором);

проверить надежность креплениядатчика;

проверить целостность заземляющихпроводников;

проверить сохранность маркировки взрывозащиты.Д

Порядок калибровки измерителя-сигнализатора

1.Опорожнить резервуар до уровня не более 10%, например 5%. Задать значение нижней точки C1. Датчик при этом ОБЯЗАТЕЛЬНО должен быть погружен в контролируемую среду (рис. 4.7).

2.Наполнить резервуар до уровня не менее 90%, например 95%. Задать значение верхней точки C2 (рис. 4.8).

После ввода верхней точки С2 измеритель-сигнализатор будет откалиброван под данный резервуар.

Допускается калибровка в обратной последовательности: наполнить резервуар до уровня, превышающего 90%, задать точку С2,

далее опорожнить резервуар до уровня, меньшего 10%, и задать точку С1. И

39