Система коммерческого учета нефтепродуктов в резервуарах в сравнении с другими методами учета, Аксай

Как измерять количество воды или эмульсии в нефти или нефтепродукте? Как отслеживать фракционный состав и плотность? Система MTG дает ответ на эти вопросы

• Инсталляция

Традиционные гидростатические системы измерения (ГСИ) предусматривают монтаж датчиков давления и температуры на вертикальных стенках резервуара. Это влечет необходимость устройства многочисленных отверстий на боковых стенках резервуара, а возможно что и на крыше. Уровнемеры, такие, как Механические, Серво, Радары и магнитострикционные измерители устанавливаются при помощи верхнего фланца на крыше резервуара. Тем не менее, для точных измерений уровня необходима инсталляция вертикальной колонны (трубы) внутри резервуара, для избежания влияния деформации резервуара при его заполнении на результат измерений. Для измерения дополнительных параметров, таких, как температура, плотность, уровень подтоварной воды требуются дополнительные врезки в резервуар, и собственно, дополнительное измерительное оборудование.

Измеритель MTG монтируется при помощи фланца наверху резервуара во многом как обычный уровнемер. Однако MTG устанавливается на дно резервуара без жесткой фиксации на крыше и поэтому не испытывает вредного влияния деформации резервуара при его наполнении. Измерения ведутся «от дна». Для измерения всех доступных параметров не требуется никаких дополнительных фланцев и никакого дополнительного оборудования. MTG измеряет массу, уровень, послойную и среднюю температуру, послойную плотность и среднюю плотность, уровень и уровень подтоварной воды, процентное содержание воды и др. одним прибором.

Ориентация датчиков давления

Традиционные ГСИ имеют вертикально расположенные диафрагмы датчика, тем самым вносится неопределенность в точке приложения сигнала, ухудшающая точность измерений. Диафрагма сенсоров давления измерителя MTG расположена горизонтально, параллельно поверхности жидкости. Это дает точное знание точки приложения давления и позволяет производить измерения вблизи дна резервуара, что необходимо для определения плотности придонного слоя и уровня подтоварной воды.

Инсталляция в процессе работы резервуара

Традиционные ГСИ, а также уровнемеры при отсутствии вертикальной колонны (успокоительной трубы) требуют сложных процедур инсталляции, что часто влечет вывод резервуара из рабочего состояния и проведения сложной и долгой процедуры промывки и пропаривания. Измеритель MTG устанавливается без прерывания работы резервуара через единственный фланец на его крыше. Никакого барботажа! Барботажные системы требуют подачи азота или очищенного воздуха в резервуар посредством сети пневматических линий и задвижек, точность и хорошее состояние которых напрямую влияет на результаты измерений. Система MTG использует твердотельные сенсоры давления, распределенные по высоте резервуара. Тем самым исключается любая необходимость в пневмолиниях вместе с проблемами их засорения, утечек газа и т.п. MTG использует высоконадежные сенсоры, но при этом не теряет работоспособности даже в случае отказа одного из них, до его замены.

Измерение температуры

Традиционные ГСИ требуют отдельного монтажа температурного датчика на стенку резервуара. При этом измерение температуры, как правило, происходит в одной точке. Многоточечные температурный зонды требуют наличия дополнительного фланца на крыше резервуара, а кроме этого температурные зонды отличаются высокой стоимостью. Системы на основе уровнемеров также рассчитывают «Стандартный Объем», приведенный к 15°C или 60°F на основе дополнительных измерений температуры. В случае применения радарных- или серво-уровнемеров - это означает необходимость в дополнительном оборудовании и дополнительные затраты. Каждый сенсорный модуль измерителя MTG содержит платиновый термометр, тем самым измерение средней и послойной температуры является стандартной функцией системы.

Количество датчиков

Традиционные ГСИ используют от 2-х до 3-х датчиков давления, расположенных на расстоянии около 3-х м по стенке резервуара. Плотность измеряется в одном относительно узком слое. Уровнемеры, как правило, зависят от одного главного чувствительного элемента. Система MTG, как правило, использует от 4-х до 12-ти сенсоров давления, позволяя проводить более точные и надежные измерения, в том числе, определения значений плотности и температур по слоям.

Расположение датчиков

Точное знание расположения датчиков является необходимым условием получения точных результатов измерений гидростатическим методом. В традиционных ГСИ этого практически невозможно добиться при монтаже датчиков на стенках резервуара. Все измерения расстояния между сенсорными модулями измерителя MTG обеспечиваются высокоточными методами на заводе-изготовителе и не зависят от условий инсталляции. Это приводит к высокой точности измерений плотности и уровня.

Измерения воды

Традиционные ГСИ, а также радарные уровнемеры не имеют возможности измерить уровень подтоварной воды. Серво- и магнитострикционные уровнемеры теоретически измеряют воду. Однако на практике серво-измерители требуют до 40 минут для выполнения этой функции с весьма ограниченной точностью. При этом в вязких продуктах, сырой нефти с содержанием эмульсии эта функция практически не работает. Магнитострикционные уровнемеры измеряют воду в чистых продуктах, однако не работают в эмульсиях и подвержены влиянию металлических частиц и пыли, MTG измеряет градиент плотностей и тем самым позволяет рассчитать количество воды в резервуаре вне зависимости от того, высажена ли вода на дно резервуара или присутствует в форме эмульсии. При этом в отличие от уровнемеров, MTG не имеет никаких подвижных частей.

Калибровка датчиков

Традиционные ГСИ требуют технического обслуживания, включающего периодическую калибровку - обнуление датчиков давления. Обнуление (калибровка) уровнемеров, как правило, осуществляет ся при помощи введений программных смещений уровня на основании ручных измерений. Серво-измеритель можно обнулить путем специального режима измерения дна дисплейсером (специальным поплавком). Это невозможно сделать при отсутствии специальной колонны, поскольку это может привести к налипанию грязи на дисплейсер и отклонению дисплейсера от прямой линии за счет движения жидкости в резервуаре.

Радарный уровнемер не может автоматически калиброваться без специальной колонны с точно установленными референсными отражателями. Магнитострикционный уровнемер не дает автоматической калибровки. Более того, в гибком магнитострикционном уровнемере (применяемом в резервуарах выше 5 м) происходит вытяжение и деформация гибкого корпуса, погружаемого в резервуар. MTG автоматически калибрует каждый из своих сенсоров, используя движение жидкости в резервуаре, тем самым, устраняя смещение и дрейф.

Температурное влияние на датчики давления и погрешности измерения массы

Традиционные ГСИ, а также системы на основе уровнемеров используют дополнительный датчик давления для измерения массы продукта. Эти датчики расположены снаружи резервуара, при этом только диафрагма датчика имеет непосредственный температурный контакт с жидким продуктом. Корпус датчика оказывается под влиянием внешних, часто широких перепадов температуры, при этом варьируется также градиент температуры между различными внутренними элементами датчика в зависимости от разности температур окружающей среды и температуры жидкости, находящейся в контакте с диафрагмой. Каждый серьезный производитель датчиков давления осуществляет калибровку и компенсацию датчика от температурного влияния.

Однако такая компенсация всегда производится в лабораторных условиях стабильных температур при отсутствии каких-либо градиентов в теле датчика. Разница в условиях калибровки и работы датчика на практике приводит к значительным погрешностям. В системе MTG сенсоры расположены внутри резервуара в значительно более стабильных условиях при практическом отсутствии градиента температуры между диафрагмой и телом сенсора. Это приводит к повышению точности температурной компенсации и, соответственно, к повышению точности всех измерений, включая измерение массы продукта.

Погрешности измерений при деформациях резервуара

Традиционные системы подвержены вредному эффекту деформации резервуара при его заполнении. Изменение уровня продукта приводит к изменению давления на стенки резервуара. Стенки деформируются, что приводит также и к движению крыши резервуара. При этом в традиционных ГСИ меняется положение датчиков давления и вертикальное расстояние между ними, что напрямую влияет на измерение и расчет плотности и уровня жидкости. Все уровнемеры: радары, серво и т.д., требуют установки специальной трубы (колонны) внутри резервуара для избежания влияния такой деформации. Измеритель MTG устанавливается на дно резервуара через фланец на крыше. Конструкция верхнего фланца обеспечивает его подвижность вдоль тела измерителя при движениях крыши. Тем самым обеспечивается независимость измерений от деформации крыши и стен резервуара.