5. ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА «РАДИУС» И «КВАНТ»
Для обеспечения всех задач коммерческого учета для первой ступени иерархии управления объектами хранения разработана ИИС
С |
|
|
|
|
|
|
||||
|
типа «Радиус» (табл. 5.1), а для второй ступени иерархии – ИИС типа |
|||||||||
|
«Квант» (табл. 5.2) [3]. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.1 |
||
|
|
|
Информац онные характеристики ИИС «Радиус» |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Приведенная |
|
|
Пьезометрический |
|
|||||
|
Метод |
змерен |
массы ж дкости |
|
|
|
||||
|
Предел |
змерен я перепада давления, Па |
|
(0–1,0) ∙105 |
|
|
||||
|
|
|
бА |
|
|
|
||||
|
Погрешность |
змерен я массы жидкости при погрешности |
Не более 0,5 |
|
|
|||||
|
0,2% кал бровки резервуаров, % |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
погрешность |
змерения давления, % |
|
0,05 |
|
|
||
|
Вязкость контрол руемой жидкости в резервуаре, м2/с |
Не более 100 106 |
|
|||||||
|
Плотность жидкости в резервуаре, кг/м3 |
|
(0,69–0,999) 103 |
|
||||||
|
Максимальное число последовательно обслуживаемых |
10 |
|
|
||||||
|
резервуаров |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Цикл одного измерения, с |
|
|
|
Не более 180 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
||
|
Длина импульсных линий от аппаратуры до резервуара при |
Не более 300 |
|
|
||||||
|
диаметре пневмолиний (1,5–2,0) 10-2, м |
|
|
|
||||||
|
Рабочее давление пневмосистемы, Па |
|
|
(1,4 ± 0,14) 105 |
|
|
||||
|
Диапазон температур продукта в резервуаре: |
|
|
|
|
|||||
|
со стороны высоких температур |
|
|
Не ограничен |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ограничен |
|
|
|
со стороны низких температур |
|
|
степенью осушки |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
воздуха |
|
|
|
Расход воздуха на один резервуар при двух пневмолиниях, |
Не более 1,7 10 |
-5 |
|
||||||
|
м3/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|||||
|
Габариты аппаратуры, м |
|
|
|
1,3 0,85 0,53 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Первая ступень иерархии ИИС учета включает в себя объекты контроля – резервуары с установленными в них щелевыми преобразователями и аппаратуру пьезометрического измерения гидростатического давления продукта в группе резервуаров.
45
Аппаратура «Радиус» для улучшения эксплуатационных свойств, взрыво- и пожаробезопасности, простоты эксплуатации, а также
|
упрощения конструкции вынесена за территорию резервуара и |
||||
|
измеряет не непосредственно гидростатическое давление жидкости, а |
||||
|
равное ему пневматическое. Такая структура строения позволяет при |
||||
С |
|
|
|
|
|
|
необходимости подключить к аппаратуре ИИС нужное число |
||||
|
контролируемых объектов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.2 |
|
|
Информационные характеристики ИИС «Квант» |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса и оперативный |
|
|
Контрол руемые параметры |
|
|
уровень жидкости в |
|
|
|
|
|
резервуарах |
|
|
бА |
Пьезометрический |
|
||
|
Метод змерен я |
|
|
|
|
|
и |
|
|
Герметизированные |
|
|
|
|
резервуары высотой до |
|
|
|
Контрол руемые о ъекты |
|
|
18 м и давлением |
|
|
|
|
|
газового пространства до |
|
|
|
|
|
0,04 105 Па |
|
|
Число резервуаров, контролируемых комплексом |
|
Не более 50 |
|
|
|
Число резервуаров, контролируемых одним |
|
Не более 10 |
|
|
|
устройством «Радиус-М» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число устройств «Радиус-М» |
Д |
|
||
|
|
|
Не более 5 |
|
|
|
Относительная погрешность измерения массы |
|
Не более 0,5 |
|
|
|
жидкости, % |
|
|
|
|
|
Плотность жидкости в резервуаре, кг/м3 |
|
(0,69±0,998) 103 |
|
|
|
Вязкость жидкости в резервуарах, м2/с |
|
Не более 100 10-6 |
|
|
|
Число пневмолиний на резервуар |
|
И |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
Длина пневмопровода, м |
|
|
Не более 300 |
|
|
Внутренний диаметр пневмопровода, м |
|
Не менее 15 10-3 |
|
|
|
Канал дистанционного управления и измерения одним |
|
|
||
|
устройством «Радиус-М» с пульта диспетчера, число |
Не более 10 |
|
||
|
проводов |
|
|
|
|
|
Время от выбора объекта до выдачи результата на |
|
Не более 100 |
|
|
|
табло, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время между последовательным выбором двух |
|
Не более 180 |
|
|
|
объектов, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время между последовательным выбором двух |
|
Не более 150 |
|
|
|
объектов различных устройств «Радиус-М», с |
|
|
||
|
|
|
|
||
46
Аппаратура «Радиус» измеряет массу жидкости в резервуарах П-способом, т.е. определяет массу жидкости по гидростатическому давлению [3].
Вторая ступень иерархии ИИС количественного учета включает в себя аппаратуру первой ступени, а также комплекс групповых устройств сбора и переработки первичной измерительной информации. В соответствии с этим для второй ступени предназначена ИИС «Квант», представляющая собой измерительно-
информац онный |
комплекс |
аппаратуры |
пьезометрического |
взвеш ван я ж дкости в вертикальных резервуарах. |
|||
Информац оннозмерительная система типа «Квант» позволяет |
|||
С |
|
|
|
полностью автомат з ровать центральный контроль массы жидкости в |
|||
резервуарах с рег страцией на |
ланке и перфоленте всех параметров |
||
количественного учета. |
|
|
|
ИИС «Квант» предназначен для автоматического коммерческого |
|||
учета массы |
|
измерения уровня жидкости в 50 |
|
оперативного |
|
|
|
вертикальных резервуарах высотой до 18 м и с максимальным |
|||
бА |
|||
давлен ем в газовом пространстве до 0,04 105 Па.
Исследованиями установлено, что высокая чувствительность материала магнитоупругих преобразователей (МП) позволяет реализовать их и для измерения относительно малых усилий (до
50–100 Н), причем в этом |
случае значительно снижаются как |
|||
|
|
Д |
|
|
габариты и масса преобразователей, так и их потребляемая мощность. |
||||
Сконструированные датчики давления показали их пригодность |
||||
для измерения малых усилий при контроле гидростатического |
||||
давления нефтепродуктов в железнодорожных цистернах с |
||||
погрешностью преобразования 0,5–1,0%. |
И |
|||
Развитие автоматизированных систем управления объектами |
||||
хранения вызывает необходимость создания информационно- |
||||
измерительных |
устройств |
(ИИУ), |
предназначенных |
для |
комплексной автоматизации процессов количественного учета и оформления документации на крупных нефтебазах и других предприятиях, осуществляющих прием и отпуск нефтепродуктов в железнодорожную цистерну [3].
Применяемый в настоящее время метод количественного учета, основанный на измерении уровня жидкости в цистерне и использовании таблиц поинтервальной калибровки котла, сопряжен с целым рядом сложных для обслуживавшего персонала операций.
47
Автоматизация этого метода представляет большие трудности, а его низкая точность не отвечает современным требованиям.
В работе показано, что наиболее приемлемыми являются деформационный и пьезометрический способы определения массы жидкости.
Деформационный способ принципиально отличается от других весовых методов тем, что датчики находятся не на стационарной площадке, а непосредственно на цистерне. Недостатком этого способа считается сложность установки датчика на конструкционные опоры цистерны, которыми могут быть: рама (деформация изгиба), пятники
(сжатие) |
надрессорная |
балка |
(изгиб). Наиболее |
перспективной |
С |
т.к. в |
двух пятниках на |
относительно |
|
опорой |
является пятн к, |
|||
небольшой площади практически полностью сосредоточена масса котла ц стерны вместе с рамой. Однако доступ к пятнику затруднен,
способом бАкаждая цистерна должна быть оснащена комплексом датчиков деформации, а все измерительные устройства могут быть расположены стационарно на пунктах слива и налива и подключаться к цистернам одновременно с присоединением сливоналивных
то |
время как |
рама и надрессорные балки более доступны для |
|
, поверки ремонта датчика в процессе эксплуатации [3]. |
|
установки |
||
|
Блок-схема |
змер тельного устройства изображена на рис. 5.1. |
При |
определен |
количества нефтепродукта деформационным |
установок. Специфика способа состоит в том, что каждую цистерну необходимо калибровать и поверять как меру грузоподъемности.
Другим направлением создания ИИУ количественного учета для
железнодорожных |
цистерн |
является |
использование |
|
пьезометрического способа взвешивания. |
И |
|||
|
|
|
||
В отличие от вертикальных резервуаров котлы цистерн имеют |
|
существенно |
нелинейную зависимостьДобъема продукта от уровня |
жидкости в |
цистерне, поэтому здесь требуется измерение двух |
величин – плотности ρ и высоты Н налива продукта. При этом плотность может быть измерена одной парой барботажных датчиков, находящихся в жидкости и разнесенных на заданную высоту Н0 (пьезометрический плотномер).
Исходными данными для вычисления служат получаемые от первичного измерения комплекса воды давления Р и Р0 и код типа цистерны. Зависимости объема жидкости от высоты уровня Н для каждого типа цистерн задаются в табличном виде через каждый сантиметр высоты и записываются в блоке памяти.
48
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
5 |
6 |
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Р |
с. 5.1. Блок-схема устройства измерения количества продукта в |
|
|||||||||||||||
железнодорожных ц стернах с магнитоупругими датчиками: 1 – цистерна; |
|||||||||||||||||
2 – датч |
деформации магнитоупругого типа; 3 – коммутатор; |
|
|||||||||||||||
4 – сумм рующее устройство; 5 – измерительный преобразователь; |
|
||||||||||||||||
ки |
|
лок питания датчиков |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
6 – |
нд катор; 7– |
|
|
|||||||||||
Алгоритм вычисления массы жидкости состоит из следующих |
|||||||||||||||||
этапов [3]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– вычисляется уровень жидкости в цистерне по формуле |
|
||||||||||||||||
|
|
бА= ∙ / ; |
|
(5.1) |
|||||||||||||
– по таблице для выбранного типа цистерны по вычисленному |
|||||||||||||||||
значению Н определяется объем жидкости |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н→V(Н); |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||||||
– определяется масса М продукта в i-й цистерне |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
P |
H |
|
|
И(5.2) |
|||
|
|
|
|
|
i |
PO V |
P |
0 |
; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
– |
вычисленная |
масса |
|
складывается |
в общую |
массу |
Mi |
||||||||||
продукта в маршруте, где n – количество цистерн. |
|
i 1 |
|||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
Вычисления производятся с погрешностью 0,1%. Для удобства |
|||||||||||||||||
чтения результат заносится на бланк пятью знаками. |
|
|
|||||||||||||||
49