Методы и средства количественного и качественного учета нефти и нефтепродуктов
Раздел 3. Методы и средства количественного и качественного учета нефти и нефтепродуктов
Для измерения количества отпускаемого или принимаемого нефтепродукта используются счетчики различных конструкций.
Различают счетчики:
1) турбинные;
2) объемные;
3) массовые;
4) ультразвуковые.
5) прочие.
Номенклатура применяемых счетчиков ограничивается требованиями, предъявляемыми к приборам. Они должны иметь относительную погрешность, находящуюся в допустимых пределах и большую пропускную способность.
Рекомендуемые материалы
Ниже приводится описание некоторых средств измерений, используемых на УУН, составленное на основе паспортов, описаний, инструкций и др. документов фирм-разработчиков и поставщиков.
1. Турбинные счетчики
Турбинные счетчики являются самыми распространенным типом средств измерений, используемым на УУН для измерения объема продукта. Чувствительным элементом турбинного счетчика является аксиальная (осевая) турбинка с лопастями, расположенными под углом к направлению потока жидкости, и свободно вращающаяся на подшипниках. Скорость вращения турбинки прямо пропорциональна скорости потока и, следовательно, расходу проходящей жидкости, а количество оборотов ее за определенный период – объему жидкости, прошедшей за этот период.
По способу преобразования числа оборотов турбинки в выходной сигнал турбинные счетчики можно разделить на две разновидности: счетчики с механическим преобразованием и счетчики с электронным преобразованием.
На УУН в настоящее время применяется в основном вторая разновидность турбинных счетчиков с электронным преобразованием. Счетчик состоит из турбинного преобразователя расхода (ТПР) и электронного преобразователя (вторичного прибора). В корпусе ТПР размещена турбинка в подшипниках, а снаружи к корпусу прикреплен магнитоиндукционный датчик (МИД). МИД обычно представляет собой катушку с большим количеством витков из тонкого провода, в которой находится сердечник с таблеткой постоянного магнита. Катушка, размещенная в корпусе, устанавливается в гнездо корпуса ТПР, который изготавливается из немагнитного материала. При вращении турбинки и прохождении лопастей её мимо катушки в ней вследствие изменения магнитного потока наводится переменная ЭДС, по форме близкая к синусоиде. Этот сигнал может подаваться непосредственно на вход электронного преобразователя, или на вход усилителя, расположенного в корпусе МИД, или вблизи него (предусилителя).Сигнал МИД усиливается и преобразовывается в импульсы прямоугольной формы, частота следования которых пропорциональна расходу продукта, количество - объему продукта. В дальнейшем в электронном преобразователе частотно-импульсный сигнал ТПР преобразовывается в объем и расход продукта.
Основной характеристикой ТПР является его коэффициент преобразования (именуемый в некоторых переводных источниках “импульс-фактором” и “К-фактором”), представляющий собой количество импульсов выходного сигнала, приходящееся на единицу объема, обычно - количество импульсов на один кубометр [10].
Электронный преобразователь турбинного счетчика в простейшем случае реализует функции преобразования
, м3 и (1)
, м3/час (2)
где V - объём жидкости;
Q - расход жидкости;
N - количество импульсов;
f - частота выходного сигнала, Гц;
К - коэффициент преобразования, имп/м3.
На УУН используются различные электронные преобразователи от простейших, реализующих функции (1) и (2) с постоянным коэффициентом преобразования, до сложнейших микропроцессоров, обрабатывающих результаты измерений с введением коррекций.
Рассмотрим технические характеристики некоторых турбинных счетчиков.
Турбинные счетчики НОРД-М.
В 1974 г. в первые в СССР были проведены государственные испытания и внесен в государственный реестр средств измерений ряд отечественных турбинных счетчиков типа НОРД, включающих счетчики условным диаметром от 40 до 200 мм. и пропускной способностью от 40 до 900 м3/ч. Производство их было освоено на Бугульминском опытном заводе “Нефтеавтоматика” и началось их внедрение сначала для оперативного учета, затем и для коммерческого учета нефти. В настоящее время используются модернизированные счетчики НОРД-М.
Турбинные счетчики МИГ
Другой разновидностью турбинных счетчиков, также выпускаемых Бугульминским опытным заводом «Нефтеавтоматика», являются счетчики типа МИГ.
В состав счетчика МИГ входят турбинный преобразователь расхода МИГ и комплект из электронного преобразователя и магнитоиндукционного датчика Дельта-2.
Краткие технические данные:
1. Измеряемая среда - нефть и нефтепродукты с параметрами:
§ температура,°С 0-60
§ вязкость, мм2/с (сСт) 1-100
2. Диаметр условный, мм 40,50,65,80, 100, 150,250, 400
3. Верхний предел расхода, м3/час 42, 72, 120,
180,300,600,1100,4000
4.Пределы допускаемой основной относительной погрешности в диапазоне расходов (20-100)%, % ±0,15
5. Расстояние от ТПР до Дельта-2, м 1000
На рис.3.4 показан общий вид счетчиков МИГ.
В ТПР использовано конструктивное решение, улучшающее линейность градуировочной характеристики и расширяющее допускаемые пределы изменения вязкости, которые составляют, мм2/с (сСт):
§ для ТПР Ду 40, 50, 65, 80 ±3
Люди также интересуются этой лекцией: Точки зрения на управленческое решение.
§ для ТПР Ду 100, 150, ±5
§ для ТПР Ду 200, 250, 400 ±10
Турбинные счетчики зарубежных фирм
В России на УУН широко используются турбинные счетчики зарубежных фирм, таких как “Smith Meter Ink”, “Bopp & Reuther”, “MMG” (ВНР, “Турбоквант”), “Daniel”, “Feure-Herman” и др.
В этих счетчиках использованы различные технические решения, направленные на улучшение конструкции и метрологических характеристик - линейности градуировочной характеристики, расширение диапазона измерений, уменьшение влияния вязкости, совершенствование вторичных приборов на базе достижений электроники и т. д. Зарубежные счетчики выгодно отличаются высоким качеством изготовления и надежностью. Кроме того, фирмами разработан целый набор различных электронных приборов, которые позволяют компоновать системы для выполнения любых задач в области учета нефти и нефтепродуктов. Поэтому многие потребители в России предпочитают использовать счетчики и системы зарубежных фирм, несмотря на их дороговизну. В последние годы появились турбинные счетчики с так называемой геликоидальной турбинкой, которые отличаются хорошей линейностью в большом диапазоне расходов.
Фирма “Feure-Herman” поставляет ряд счетчиков модели “Heliflu TZN” условным диаметром от 16 мм до 500 мм, охватывающий диапазон расходов от 0,12 до 6000 м3/ч и предназначенный для нефти и нефтепродуктов с вязкостью до 200 мм2/с (сСт), а для больших диаметров - до 700 мм2/с. Погрешность счетчиков не превышает 0,15% в диапазоне расходов 10:1 при калибровке на одном продукте, вязкость которого может находится в пределах от 0,6 до 120 мм2/с. При использовании компенсации вязкости счетчики могут применяться в большом диапазоне вязкости продукта. В комплект счетчика входят предусилитель и электронный преобразователь (сумматор). Имеются различные варианты сумматоров, в т. ч. с батарейным питанием.
