Технология по наливному оборудованию Налив автоцистерн. - презентация

1 Технология по наливному оборудованию Налив автоцистерн

2 Основные параметры оборудования для налива автоцистерн Расход при нижнем наливе от 250 до 2500 литров в минуту. –Требуемая общая точность системы – в пределах 10:1. Круглосуточная работа 365 дней в году –Неотъемлемое свойство - устойчивая работа аппаратуры учета в самых сложных условиях. Программируемая электроника: –Включена в стандартные комплекты поставки и обеспечивает линеаризацию (только) устойчивых элементов узла учета с высокой повторяемостью, позволяя повысить точность всей системы. –Обеспечивает компенсацию температурных воздействий Перевод результатов измерения объема на линии в значения объема при контрольной температуре. Резкое снижение финансовых рисков эксплуатации узла коммерческого учета (за счет проведения расчетов по объему)

3 Основные параметры оборудования для налива автоцистерн Высокая пропускная способность терминала: –Учет дорогостоящих нефтепродуктов требует наивысшей точности. Стандартная требуемая погрешность линейного расходомера – 0,05% без скачкообразных отклонений –Необходимость в частой поверке счетчиков. –Непрерывная эксплуатация – остановка в работе критически важного оборудования недопустима. Коммерческий учет по объему и физические ограничения объема автоцистерн (разлив) –Необходимость в объемном учете –Ключевой фактор – защита от махинаций Незначительный перепад давления позволяет сократить общие затраты на электроэнергию повышение рентабельности

4 Основные параметры оборудования для налива автоцистерн Перекачка различных типов нефтепродуктов по трубопроводам терминала вызывает: –Резкие изменения параметров потока перепады давления. –Регуляторы расхода становятся причиной гидравлических вибраций. –Вибрация передается по всей конструкции установки, оказывая непредсказуемое воздействие на результаты замеров. Постоянное чередование пуска и остановки приводит к: –Подверженности элементов узла учета значительным перепадам температуры. –Резким изменениям характеристик потока.

5 Основные параметры оборудования для налива автоцистерн Интенсивная эксплуатация регуляторов расхода - повышенная подверженность износу. –Необходимость в выявлении протечек в регуляторах расхода при способности проводить измерения при минимальном расходе.

6 Объемные и массовые расходомеры Объемные расходомеры позволяют производить измерение непосредственно объемного расхода. Самое низкое влияние изменения условий внешней среды и эксплуатации, а также свойств продукта по сравнению с любой другой технологией учета. Таким образом, достигается наивысшая возможная общая устойчивость работы и точность системы.

7 Объемные и массовые расходомеры Расходомер Кориолиса – измерительный прибор, позволяющий определять объемный расход по массе, а также плотность. Несмотря на применение цифрового электронного оборудования, датчики массового расхода Кориолиса являются аналоговыми измерительными элементами. Влияние внешней среды и эксплуатационных условий, а также изменений свойств продукта, вследствие особенностей конструкции расходомера, является весьма значительным. В связи с этим, общая устойчивость работы в постоянно изменяющихся условиях пункта налива автоцистерн и достижимая точность системы являются сложнопрогнозируемыми и не превышают средние показатели.

8 Варианты оборудования Объемные расходомеры / Расходомеры Кориолиса

9 Задача Тип и принцип измерения Объемный расходомер FMC Smith Meter Объем, непосредственное измерение в предварительно отведенных камерах. Массовый расходомер Непрямое измерение, объем рассчитывается путем деления измеренной массы на измеренную плотность. Данные расходомеры создают вибрацию внутри поточных линий, используя магнитные цепи/поля. Расход определяется по фазовому смещению между двумя внутренними электромагнитными сигналами. Плотность определяется по частоте, генерируемой как минимум одним внутренним электромагнитным сигналом.

10 Задача Применение технологии в коммерческом учете Объемный расходомер FMC Smith Meter Технология используется во всем мире Массовый расходомер Технология получила ограниченное распространение, в особенности на узлах объемного учета.

11 Задача Требования по сертификации Объемный расходомер FMC Smith Meter Сертификация только по объемным измерениям Массовый расходомер Требуется сертификация по измерению массы и отдельная сертификация по измерению плотности. Также сертификации подлежит точность получаемого в результате расчета объема и, в идеале, правильность функционирования датчика плотности, обеспечивающая соответствие итоговых данных о массе и объеме расходомера и линейного вычислителя.

12 Задача Соответствие сертификационным требованиям W&M по защите от махинаций с оборудованием. Объемный расходомер FMC Smith Meter Очень высокие возможности при применении в коммерческом учете - внешнее манипулирование с целью изменения точности измерительных элементов считается невозможным, при попытке всегда остаются соответствующие признаки Массовый расходомер Применение несет в себе значительную долю риска в связи с возможностью внешнего манипулирования посредством более сильных магнитных полей (электро- или ферромагнитов). Наиболее серьезные проблемы возникают при кратковременных манипуляциях. Магниты могут повлиять на принцип измерения (вибрации в трубах, вызываемые небольшими магнитными цепями), не оставляя каких-либо следов. В целом это противоречит требованиям W&M. Практически невозможно проследить ошибки, вызванные Внешними напряжениями, действующими на расходомеры при монтаже и других операциях Гидравлические вибрации в трубах могут повлиять на показания расходомера и вызвать временные сбои Воздействие перепадов температуры, жидкостей или внешней среды приводит к неустойчивости нуля = временная потеря точности

13 Задача Требования к поверке Объемный расходомер FMC Smith Meter Поверка только по объему, несложный, применяющийся уже в течение длительного времени процесс с использованием поверочного контейнера, ТПУ стандартного размера или контрольного расходомера. Дополнительных средств не требуется. Требуемые условия поверки соответствуют условиям пунктов налива автоцистерн и других объектов хранения и перекачки нефтепродуктов. Массовый расходомер Относительно сложная методика поверки, прямая поверка по объему неприменима. –Требуется отдельная поверка датчиков массы и плотности, что может вылиться в значительные затраты. Расходомерное оборудование требует стабильных условий эксплуатации, в особенности касательно температуры. Для достижения достаточной повторяемости и, следовательно, точности системы необходимо избегать ударных воздействий в трубопроводах. –Поверка проводится только через несколько минут после непрерывного прохождения потока. Во время поверки должны быть остановлены прочие операции, например, налив в другую автоцистерну из этого же трубопровода, во избежание ударных воздействий. –Для минимизации гидравлических ударов требуется ТПУ большого размера = дополнительные затраты. Требуемые условия поверки НЕ соответствуют условиям пункта налива небольших партий.

14 Задача Линейность в диапазоне расхода 10:1 Объемный расходомер FMC Smith Meter Погрешность менее +/-0,15%, стандартная требуемая погрешность в % достигается за счет линеаризации и высокой устойчивости измерений. Массовый расходомер Станд. общая истинная погрешность > 0,15% –Погрешность = погрешность расходомера + устойчивость + погрешность при измерении плотности. Линейность при 10:1 = от +/-0,1% дo +/-0,15% Устойчивость нуля при малом расходе > 0.06% Погрешность при измерении плотности составляет от 0,1% до нескольких % Заявленная погрешность достигается только при постоянных условиях (температура, давление, вязкость и т.д.) Примечание: в настоящее время некоторые изготовители заявляют о более высоких характеристиках, однако они также достижимы только при устойчивых условиях.

15 Задача Повторяемость в диапазоне расхода 10:1 Объемный расходомер FMC Smith Meter +/-0,02% Массовый расходомер +/-0,05% - только при неизменных условиях (темп., давление, вязкость)

16 Задача Устойчивость Объемный расходомер FMC Smith Meter Очень высокая –Отклонение известно заранее –Линейные изменения Массовый расходомер Не всегда прогнозируема может быть чрезвычайно низкой зависит от изменения условий, требуется время на акклиматизацию расходомеров (нагрев и охлаждение измерительного оборудования в соответствии с температурой измеряемой и внешней среды).

17 Задача Определение источников погрешности На графике показаны погрешности, указываемые производителями расходомеров Кориолиса Погрешности массы и плотности объединены в виде волюметрической погрешности в матема- тически оптимизирован- ной форме (кв. корень) Волюметрическая погрешность, как правило, выходит за пределы требуемой в коммерческом учете (±0.15%) Расход Коэффициент погрешности

18 Задача Определение источников погрешности На данном графике показаны погрешности того же расходомера, но при условии одновременного наличия погрешности в измерении массы и плотности. Для облегчения ситуации предполагается, что расходомер полностью устойчив и работает в нормальных условиях! Датчик соответствует спецификациям, однако волюметрическая погрешность никогда не находится в пределах требуемых для узлов учета ±0,15% Коэф погр. Расход

19 Задача Общая точность расходомера – финансовые последствия Объемный расходомер FMC Smith Meter Погрешность менее 0,05% достигается за счет общей электронной линеаризации по всем рабочим диапазонам (высокий уровень достоверности). Массовый расходомер Погрешность не менее +/- 0,1% … +/- 0,15% и +/- непрогнозируемое влияние условий эксплуатации и устойчивость (пониженный уровень достоверности) Пример: стоимость продукта 250/м³, расход: м³/год (~1900л/мин), год. увеличение ~3% Риск погрешности за срок службы Год Риск погрешности за срок службы Год

20 Задача Перепад давления при макс. расходе – для защиты системы необходимо установить фильтр! Объемный расходомер FMC Smith Meter Низкий перепад давления, как правило около 0,24 бар Массовый расходомер Высокий перепад давления при номинальном диапазоне (наивысшая точность) 0,5 бар, иногда до 4 бар. Пример: стоимость энергии 0,05/кВт/ч, расход: м³/год (~1900л/мин), год. прирост ~3% Бар (сумма всех этапов измерения) Затраты при различных перепадах давления

21 Задача Выявление протечек, распознавание при очень низком расходе Объемный расходомер FMC Smith Meter Очень высокая способность измерения при очень малом расходе. Не требуется подавление помех. Высокая точность определения протечек в регуляторе расхода. Невозможно прохождение нефтепродуктов по измерительной линии без распознавания. Массовый расходомер Средние и низкие возможности определения протечек в регуляторе расхода. В связи с непрямым измерением требуется подавление помех (при малом расходе). Уровень подавления зависит от устойчивости нуля и изменения условий эксплуатации. Как правило, поток, составляющий менее 2% номинального расхода, отсекается во избежание срабатывания сигнализации в нормальных условиях. Вследствие этого небольшие протечки в регуляторе расхода обычно определить нельзя.

22 Задача Возможность пропускать твердые частицы Объемный расходомер FMC Smith Meter Частицы размером до 5 мм Массовый расходомер В целом высокая Основное преимущество данной технологии Конструкция заключает в себе определенную степень риска в связи со скрытым абразивным износом труб (уменьшение толщины стенки)

23 Задача Влияние механических напряжений Объемный расходомер FMC Smith Meter Не влияют на точность. Массовый расходомер Прямое влияние на точность. Напряжения недопустимы ни при каких обстоятельствах. Надежное крепление элементов является критичным.

24 Задача Влияние изменения среднего давления Объемный расходомер FMC Smith Meter Одинарный корпус: –< 6 бар – не влияет –6< 20 бар –незначительное (пренебрежимое) влияние Двойной корпус: –не влияет на точность Массовый расходомер Вибрирующие (двигающиеся!) трубы в действительности имеют весьма малую толщину стенок. В связи с этим (калиброванные) вибрирующие трубы «расширяются» и значительное влияние на к-фактор и точность – обычное явление.

25 Задача Влияние изменения температуры Объемный расходомер FMC Smith Meter Зависит от конструкции. Компактные размеры объемных расходомеров Smith Meter обеспечивают линейное и прогнозируемое влияние Массовый расходомер Как правило, значительное влияние. Существенные кратковременные проблемы в момент изменения температуры Требуется время для изменения температуры материала расходомера перед тем, как встроенный температурный датчик сможет с достаточной степенью точности определить истинную среднюю температуру материала (стали) для компенсации модуля упругости вибрирующих труб. Примечание: незначительные отклонения температуры могут вызвать существенные проблемы.

26 Задача Влияние изменения плотности Объемный расходомер FMC Smith Meter Пренебрежимое либо отсутствует Массовый расходомер Зависит от –Физической устойчивости конструкции –Устойчивость к механическим воздействиям непрогнозируема, однако в целом низкая

27 Задача Влияние изменения вязкости Объемный расходомер FMC Smith Meter Известно, настройка на группу нефтепродуктов одной вязкости В качестве альтернативы возможна увязка с более, чем одной таблицей коэффициентов, путем перепрограммирования электронных контроллеров (напр. AccuLoad III) Массовый расходомер Зависит от –Физической устойчивости конструкции –Устойчивости к механическим воздействиям –Силы электромагнитного поля и мощности привода. Не в полной мере прогнозируемое, однако в целом низкое влияние. Как правило, сложности возникают при наличии воздушных пробок или безгазовых фракций.

28 Задача Влияние захваченного воздуха Объемный расходомер FMC Smith Meter Отклонения точности в определенной степени зависят от содержания воздуха в жидкости. Принцип измерения не нарушается. Крупные воздушные пробки могут привести к повреждению расходомера (работы в неоптимальном режиме) Массовый расходомер Зависит от –Физической устойчивости конструкции –Устойчивости к механическим воздействиям –Силы электромагнитных полей и мощности привода. Трудно прогнозируемое однако в целом достаточно высокое влияние. Отклонения в точности НЕ зависят от содержания воздуха в жидкости. Принцип измерения нарушается в ЗНАЧИТЕЛЬНОЙ степени, погрешности в измерении, как правило, ЧРЕЗВЫЧАЙНО высоки в сравнении с требуемыми в коммерческом учете при попадании ЛЮБОГО количества воздуха. Указываемые пределы, такие как «допустимое содержание воздуха – 1%», не в полной мере соответствуют действительности. Сигналы датчиков массы и объема могут отклоняться от фактических параметров независимо друг от друга.

29 Задача Влияние резких изменений характеристик потока Объемный расходомер FMC Smith Meter В связи с прямым измерением задержки и эффект затухания отсутствуют. Влияние на точность не оказывается. Массовый расходомер В связи с непрямым измерением происходит затухание или задержка сигнала от измерительных датчиков. Возможно серьезное влияние на точность. Степень влияния сложно прогнозируема. Данная проблема связана с гидравлическими вибрациями, см. также задачу «влияние вибрации, передающейся по жидкости». Примечание: ТПУ малого объема как правило создают гидравлические ударные нагрузки, которые могут вызывать проблемы.

30 Задача Влияние вибраций, также передающихся по жидкости Объемный расходомер FMC Smith Meter Отсутствует Массовый расходомер Весьма значительное влияние на точность. При кратковременных отклонениях чрезвычайно сложно определяемо. Внешние вибрации могут влиять на естественную частоту измерительного элемента. При работе идентичных расходомеров в одном диапазоне частот возможны отклонения по гидравлике (волны передаются по продукту). Регуляторы расхода и другое оборудование генерируют гидравлические помехи. Данные помехи могут периодически изменять естественную частоту измерительного элемента.

31 Задача Техническое обслуживание Объемный расходомер FMC Smith Meter Техобслуживание может проводиться обычным техническим персоналом –Легко сделать –Легко понять При работе со смазочными и очищенными нефтепродуктами степень износа и объем обслуживания очень низкие. Массовый расходомер Сложное, зачастую может проводиться только представителями изготовителя, датчики не подлежат ремонту. –Требуется высококвалифицированный персонал –Сложное устройство –Поиск причины сбоев затруднен в связи с большим количеством потенциальных источников

32 Задача Начальные капиталовложения Объемный расходомер FMC Smith Meter В большинстве случаев ниже или как минимум на одном уровне Массовый расходомер В большинстве случаев весьма высокие, в особенности при отсутствии адекватной инфраструктуры для обучения, эксплуатации, установки и поверки.

33 Задача Передача наработанного опыта Объемный расходомер FMC Smith Meter Для расходомеров стандартных размеров как правило не составляет труда использовать в конструкции положительный опыт относительно улучшения рабочих характеристик и точности, полученный одним производителем, на модель другого размера. Массовый расходомер Опыт по улучшению рабочих характеристик и точности, накопленный для одной модели определенного размера, невозможно использовать для повышения характеристик расходомера какого- либо другого размера. Даже в пределах одного модельного ряда расходомер каждого размера имеет индивидуальную конструкцию, и для изготовителей большой проблемой является уже обеспечение унификации характеристик изделий одной серии одинакового размера.

34 Заключение – итоговые комментарии Данную презентацию следует рассматривать только как общие рекомендации, призванные послужить основой для принятия объективного решения при выборе технологии, в наибольшей степени соответствующей указанному применению. Компания FMC не может гарантировать, что рассматриваемые конструкции расходомеров будут иметь рабочие характеристики в точном соответствии с их описанием, однако рекомендует техническим и финансовым отделам предприятий изучить целесообразность применения той или иной технологии и рассмотреть достаточность предъявляемых используемому оборудованию требований.