Какие бывают и как работют уровнемеры нефтепродуктов

Для автоматизации многих производственных процессов необходимо контролировать уровень воды в резервуаре, измерение проводится при помощи специального датчика, подающего сигнал, когда технологическая среда достигнет определенного уровня.

Без уровнемеров невозможно обойтись и в быту, яркий пример этому – запорная арматура бачка унитаза или автоматика для отключения насоса скважины. Давайте рассмотрим различные виды датчиков уровня, их конструкцию и принцип работы.

Эта информация будет полезной при выборе устройства под определенную задачу или изготовлении датчика своими руками.

Различные виды датчиков уровня

Конструкция и принцип действия

Конструктивное исполнение измерительных устройств данного типа определяется следующими параметрами:

• Функциональностью, в зависимости от этого устройства принято делить на сигнализаторы и уровнемеры. Первые отслеживают конкретную точку заполнения резервуара (минимальную или максимальную), вторые осуществляют беспрерывный мониторинг уровня.
• Принципом действия, в его основу может быть положены: гидростатика, электропроводность, магнетизм, оптика, акустика и т.д. Собственно, это основной параметр, определяющий сферу применения.
• Методом измерения (контактный или бесконтактный).

Помимо этого, особенности конструкции определяет характер технологической среды. Одно дело — измерять высоту питьевой воды в баке, другое — проверять наполнение резервуаров для промышленных стоков. В последнем случае необходима соответствующая защита.

Виды датчиков уровня

В зависимости от принципа действия, сигнализаторы принято делить на следующие виды:

• поплавочного типа;
• использующие ультразвуковые волны;
• устройства с емкостным принципом определения уровня;
• электродные;
• радарного типа;
• работающие по гидростатическому принципу.

Поскольку эти типы наиболее распространены, рассмотрим каждый из них в отдельности.

Поплавковый

Это наиболее простой, но, тем не менее, действенный и надежный способ измерения жидкости в баке или другой емкости. С примером реализации можно ознакомиться на рисунке 2.

Рис. 2. Поплавковый датчик для управления насосом

Конструкция состоит из поплавка с магнитом и двух герконов, установленных в контрольных точках. Кратко опишем принцип действия:

• Емкость опустошается до критического минимума (А на рис. 2), при этом поплавок опускается до уровня, где расположен геркон 2, он включает реле, подающее питание на насос, закачивающий воду из скважины.
• Вода доходит до максимальной отметки, поплавок поднимается до места расположения геркона 1, он срабатывает и реле отключается, соответственно, двигатель насоса прекращает работать.

Такой герконовый сигнализатор сделать самостоятельно довольно просто, а его настройка сводится к установке уровней включения-выключения.

Заметим, что если правильно выбрать материал для поплавка, датчик уровня воды будет работать, даже при наличии слоя пены в резервуаре.

Ультразвуковой

Этот тип измерителей может использоваться как для жидкой, так и сухой среды, при этом у него может быть аналоговый или дискретный выход.

То есть, датчик может ограничивать заполнение по достижению определенной точки или отслеживать его постоянно. Устройство включает в себя ультразвуковой излучатель, приемник и контроллер обработки сигнала.

Принцип работы сигнализатора продемонстрирован на рисунке 3.

Рис. 3. Принцип работы ультразвукового датчика уровня

Работает система следующим образом:

• излучается ультразвуковой импульс;
• принимается отраженный сигнал;
• анализируется длительность затухания сигнала. Если бак полный, она будет короткой (А рис. 3), а по мере опустошения начнет увеличиваться (В рис. 3).

Ультразвуковой сигнализатор бесконтактный и беспроводной, поэтому он может использоваться даже в агрессивных и взрывоопасных средах. После первичной настройки, такой датчик не требует никакого специализированного обслуживания, а отсутствие подвижных частей существенно продлевает срок эксплуатации.

Электродный

Электродные (кондуктометрические) сигнализаторы позволяют контролировать один или несколько уровней электропроводящей среды (то есть, для измерения наполнения бака дистиллированной водой они не подходят). Пример использования устройства приведен на рисунке 4.

Рисунок 4. Измерение уровня жидкости кондуктометрическими датчиками

В приведенном примере задействован трехуровневый сигнализатор, в котором два электрода контролируют заполнение емкости, а третий является аварийным, для включения режима интенсивной откачки.

Емкостной

При помощи этих сигнализаторов можно определять максимальное заполнение емкости, причем, в качестве технологической среды могут выступать как жидкость, так и сыпучие вещества смешанного состава (см. рис. 5).

Рис. 5. Емкостной датчик уровня

Принцип работы сигнализатора такой же, как у конденсатора: проводится измерение емкости между пластинами чувствительного элемента. Когда она достигнет порогового значения, подается сигнал на контроллер. В некоторых случаях задействовано исполнение «сухой контакт», то есть уровнемер работает через стенку бака в изоляции от технологической среды.

Данные устройства могут функционировать в широком температурном диапазоне, на них не влияют электромагнитные поля, а срабатывание возможно на большом расстоянии. Такие характеристики существенно расширяют сферу применения вплоть до тяжелых условий эксплуатации.

Радарный

Этот вид сигнализаторов можно действительно назвать универсальным, поскольку он может работать с любой технологической средой, включая агрессивную и взрывоопасную, причем, давление и температура не будут влиять на показания. Пример работы устройства приведен на рисунке ниже.

Измерение уровня радарным датчиком

Устройство излучает радиоволны в узком диапазоне (несколько гигагерц), приемник ловит отраженный сигнал и по времени его задержки определяет наполняемость емкости.

На измеряющий датчик не влияет давление, температура или характер технологической среды. Запыленность также не отражается на показаниях, чего не скажешь о лазерных сигнализаторах.

Также необходимо отметить высокую точность приборов данного типа, их погрешность составляет не более одного миллиметра.

Гидростатический

Эти сигнализаторы могут измерять как предельное, так и текущее заполнение резервуаров. Их принцип действия продемонстрирован на рисунке 7.

Рисунок 7. Измерение заполнения гиростатическим датчиком

Устройство построено по принципу измерения уровня давления, произведенного столбом жидкости. Приемлемая точность и небольшая стоимость сделали данный вид довольно популярным.

В рамках статьи мы не можем осмотреть все типы сигнализаторов, например, ротационно-флажковых, для определения сыпучих веществ (идет сигнал, когда лепесток вентилятора застрянет в сыпучей среде, предварительно вырыв приямок). Так же нет смысла рассматривать принцип действия радиоизотопных измерителей, тем более рекомендовать их для проверки уровня питьевой воды.

Как выбрать?

Выбор датчика уровня воды в резервуаре зависит от многих факторов, основные из них:

• Состав жидкости. В зависимости от содержания в воде посторонних примесей может меняться плотность и электропроводность раствора, что с большой вероятностью отразится на показаниях.
• Объем резервуара и материал, из которого он изготовлен.
• Функциональное назначение емкости для накопления жидкости.
• Необходимость контролировать минимальный и максимальный уровень, или требуется мониторинг текущего состояния.
• Допустимость интеграции в систему автоматизированного управления.
• Коммутационные возможности устройства.

Это далеко не полный список для выбора измерительных приборов данного типа. Естественно, что для бытового назначения можно существенно сократить критерии отбора, ограничив их объемом резервуара, типом срабатывания и схемой управления. Существенное сокращение требований делает возможным самостоятельное изготовление подобного устройства.

Делаем датчик уровня воды в резервуаре своими руками

Допустим, есть задача автоматизировать работу погружного насоса для водоснабжения дачи.

Как правило, вода поступает в накопительную емкость, следовательно, нам необходимо сделать так, чтобы насос автоматически выключался при ее заполнении.

Совсем не обязательно для этой цели покупать лазерный или радиолокационный сигнализатор уровня, собственно, никакой приобретать не нужно. Несложная задача требует простого решения, оно показано на рисунке 8.

Схема управления водозабоным насосом

Для решения задачи понадобится магнитный пускатель с катушкой на 220 вольт и два геркона: минимального уровня — на замыкание, максимального — на размыкание. Схема подключения насоса проста и, что немаловажно, безопасна. Принцип работы был описан выше, но повторим его:

• По мере набора воды поплавок с магнитом постепенно поднимается, пока не дойдет до геркона максимального уровня.
• Магнитное поле размыкает геркон, отключая катушку пускателя, что приводит к обесточиванию двигателя.
• По мере расхода воды, поплавок опускается, пока не достигнет минимальной отметки напротив нижнего геркона, его контакты замыкаются, и поступает напряжение на катушку пускателя, подающего напряжение на насос. Такой датчик уровня воды в резервуаре может работать десятилетиями, в отличие от электронной системы управления.

Источник: https://www.asutpp.ru/vybiraem-datchik-urovnya-vody-v-rezervuare-i-emkosti.html

Измерение уровня светлых нефтепродуктов

Измерение уровня светлых нефтепродуктов неспроста выделяется в отдельный раздел из общего направления, занимающегося вопросами контроля уровня жидких сред. Причин тому несколько:

• Низкая диэлектрическая проницаемость светлых нефтепродуктов (порядка 1,7 — 2,5), накладывающая определенные ограничения на использование некоторых типов датчиков (например, емкостных);
• Необходимая высокая точность измерения, обусловленная учетно-коммерческим подтекстом.

Известно, что не все типы датчиков могут удовлетворить предъявленным требованиям. В данной статье мы рассмотрим подход к подбору наиболее подходящего оборудования для решения задач, связанных с измерением уровня светлых нефтепродуктов.

Ниже будут рассмотрены следующие вопросы:

1. Измерение уровня на стационарных нефтехранилищах;
2. Измерение уровня на АЗС;
3. Контроль уровня в подвижных цистернах.

Измерение уровня на стационарных нефтехранилищах

• После перегонки нефти происходит процесс распределения и наполнения полученными продуктами переработки специальных резервуаров-хранилищ.
• При пополнении емкости или же отгрузке готовых нефтепродуктов встает вопрос о непрерывном контроле уровня в резервуаре во время его заполнения и опустошения.
• На практике для решения такого рода задач широко применяются магнитострикционные микроволновые и уровнемеры Nivelco.

Магнитострикционные уровнемеры серии NivoTRACK преимущественно устанавливаются на емкостях малого и среднего размеров высотой до 15 метров.

Достоинством и явным преимуществом уровнемеров данного типа является их точность (порядка 0,1…1 мм), которая не зависит от диэлектрической проницаемости среды, связанной с колебаниями температуры, а также не зависит от диапазона проводимых измерений.

В свою очередь микроволновые уровнемеры серии PiloTREK и MicroTREK могут монтироваться на емкостях аналогичного размера, а также на значительно больших резервуарах высотой вплоть до 23-24 метров. Монтаж данных датчиков может осуществляться на люке или фланце, находящимся в верхней части емкости или внутри специального трубопровода или успокоительной трубы, располагаемой внутри емкости.

Для корректной работы необходимо свободное от прочих элементов конструкции пространство внутри емкости, с целью исключения ложных отражений излучаемого сигнала, а также для обеспечения правильности и точности измерений.

Главным преимуществом микроволнового радарного уровнемера является более простая установка по сравнению с магнитострикционным уровнемером и то, что процесс мониторинга уровня осуществляется без контакта с контролируемой средой.

В случае, когда необходимо измерять уровень нефтепродукта в трубе или в местах, где пространство для проведения измерений ограничено, на помощь приходит микроволновый рефлексный уровнемер MicroTREK.

Микроволновый рефлексный уровнемер, как и радарный, использует СВЧ-излучение, но вместо рупорной антенны, сигнал распространяется через антенну штыревого типа, в роли которой выступает специальный волновод.

Эта особенность позволяет установить датчик ближе к стенке емкости, что дает определенную свободу в выборе места монтажа. Датчики MicroTREK могут производиться в коаксиальном исполнении.

Коаксиальный зонд более помехоустойчивый и позволяет расположить датчик вплотную к стенке емкости, а также в емкости любой формы.

Точность проводимых измерений PiloTREK и MicroTREK: данные типы уровнемеров имеют вполне приемлемые значения погрешностей, колеблющиеся в районе ±5мм.

В силу низкой диэлектрической проницаемости светлых нефтепродуктов (порядка 1,7…2,5), предъявляются особые требования к частоте излучения уровнемеров СВЧ-типа.

Чем ниже диэлектрическая проницаемость вещества, тем лучше оно поглощает направленное в него микроволновое излучение, и, соответственно, тем хуже это излучение отражается от поверхности измеряемой среды. Поэтому микроволновые уровнемеры работают в гига-герцовом диапазоне.

Упомянутые выше датчики имеют частоту электромагнитного излучения в полосе 25 ГГц, что дает им необходимую чувствительность при работе со светлыми нефтепродуктами, обеспечивая при этом требуемую точность измерений.

Измерение уровня на АЗС

Задача измерения уровня топлива на АЗС получила широкое распространение благодаря активному распространению автоматизированных автозаправочных комплексов. Решение данного вопроса позволяет автоматизировать систему ведения учета имеющихся нефтепродуктов, а также существенно повысить контроль работы АЗС, исключая человеческий фактор.

Для решения данной задачи отлично подходит магнитострикционный уровнемер NivoTRACK. Этот прибор обладает высокой точностью порядка 0,1 мм.

Точность измерений не зависит от диэлектрической проницаемости среды, которая может изменяться при колебаниях температуры.

Датчик передает точную информацию в режиме реального времени, что позволяет контролировать процесс наполнения/опустошения емкости, исключить возможность несанкционированного отбора продукта и т.д.

Как в случае контроля уровня на нефтехранилищах, так и контроля уровня на АЗС, к решению задачи можно подойти более комплексно с применением различных средств визуализации, которые наглядно будут отображать текущие параметры контролируемых объектов.

Контроль уровня в подвижных цистернах

Помимо вопросов, связанных с контролем уровня светлых нефтепродуктов в стационарных условиях, существует вопрос о контроле уровня в подвижных цистернах. Как правило таковыми являются авто- и железнодорожные «бензовозы». Измерение уровня в подвижных цистернах производится с целью:

• Коммерческого учета;
• Исключения заполнения цистерны другими материалами;
• Контроля несанкционированного отбора транспортируемого продукта.

Помощь в решении данного вопроса может предоставить использование ультразвукового датчика уровня GaugerGPS.

GaugerGPS является наиболее подходящим вариантом для осуществления «контроля в движении».

Датчик может передавать периодические отчеты, в составе которых будет информация о текущем уровне и объёме (литры/галлоны), температуре, местоположении цистерны, состоянии питания и сигнала сотовой системы.

1. Данную информацию в режиме реального времени вы сможете получать с нашего облачного сервиса из своего личного кабинета.
2. Датчик очень универсален — может применяться как для цистерн большого, так и малого размеров, поскольку его диапазон измерений составляет около 8 метров, что применимо для подвижных цистерн объемом до 10000 литров.
3. Прибор оснащается степенью защиты IP68, что позволяет ему работать в тяжелых условиях окружающей среды и плохой погоды, будь то дождь, снег, пыль и тому подобное.
4. Для наглядного обзора в таблице ниже представлена сравнительная характеристика основных параметров предложенного оборудования:

Представленные датчики измерения уровня имеют отличное соотношение цены и качества, о чем говорит их высокий уровень спроса и потребления на рынке уровнеметрии.

В связи с большой популярностью в России микроволновых радарных уровнемеров PiloTREK от компании Nivelco, на данный тип приборов в течение всего 2016 года действует специальная цена, которая выгодно отличает этот измеритель уровня от аналогичных конкурентных предложений, при сохранении европейского качества продукции.

Примеры применений датчиков на реальных объектах

Румыния, 2013г. Автозаправочный комплекс. Модель датчика: NivoTRACK MTA-523-8 Ex. Существенным требованием для работы на автозаправочной станции является сертифицированная система измерения высокой точности, которая должна отвечать соответствующим правилам безопасности. Для решения этой задачи измерения уровня применялись очень надежные магнитострикционные передатчики NivoTRACK М-500.

Дубаи, 2012г. Топливный парк. Модель датчика: MicroTREK HTT-414-8 Ex. Емкости топливного парка в Дубае оснащены микроволновыми рефлексными уровнемерами серии MicroTREK.

Другие варианты применения данных уровнемеров вы можете узнать в отделе технической поддержки.

Источник: https://RusAutomation.ru/stati/izmerenie-urovnya-svetlyh-nefteproduktov

Уровнемеры для нефтяной промышленности

Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность является основным потребителем продукции ОКБ Вектор. Наши магнитострикционные поплавковые уровнемеры являются надёжным и точным инструментом для непрерывного мониторинга и контроля уровня топлива в подземных и наземных резервуарах нефтебаз, хранилищ, АЗС, различного рода предприятий по добыче и переработке нефти.

ОКБ Вектор поставляет уровнемеры для нефти, мазута, битума, дизельного топлива, бензина, керосина и других нефтепродуктов в различные регионы России и страны СНГ.

Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность является основным потребителем продукции ОКБ Вектор. Наши магнитострикционные поплавковые уровнемеры являются надёжным и точным инструментом для непрерывного мониторинга и контроля уровня топлива в подземных и наземных резервуарах нефтебаз, хранилищ, АЗС, различного рода предприятий по добыче и переработке нефти.

ОКБ Вектор поставляет уровнемеры для нефти, мазута, битума, дизельного топлива, бензина, керосина и других нефтепродуктов в различные регионы России и страны СНГ.

Готовые решения мониторинга уровня нефтепродуктов в резервуарах на базе SCADA систем (панелей оператора) и датчиков уровня ОКБ Вектор

• Датчики уровня ПЛП2108-485 выполнены в виде гибкого кабеля длиной до 25 метров.
• Подключение датчиков уровня через единую шину RS-485 (MODBUS RTU) к персональному компьютеру.
• Длина кабеля до 1,2 км.
• Питание датчиков от источника 24В DC.
• Измерение нескольких уровней раздела сред одновременно (опционально).
• Отображение текущих данных уровня, объема, массы на диспетчерском пульте (SCADA система).
• Ведение архивов и трендов измеряемых параметров (уровень, объем, масса).
• Вывод информации в табличном или графическом виде на внешнее устройство печати.
• Диагностика узлов системы мониторинга уровня и выдача предупредительных сигналов.
• Типовые SCADA-проекты для систем мониторинга с количеством объектов не более 6 шт – БЕСПЛАТНО.
• Возможность интеграции в уже существующие системы.

Системы мониторинга уровня в резервуарах АЗС

• Датчики уровня ПЛП1012U-485 с жестким измерительным элементом .
• Подключение датчиков уровня через единую шину RS-485 (MODBUS RTU) к сенсорной панели оператора.
• Длина кабеля до 1,2 км.
• Питание датчиков и панели от источника 24В DC.
• Измерение нескольких уровней раздела сред одновременно (опционально).
• Отображение текущих данных уровня, объема, массы на панели оператора.
• Ведение архивов и трендов измеряемых параметров.
• Вывод информации в табличном или графическом виде на внешнее устройство печати.
• Диагностика узлов системы мониторинга уровня и выдача предупредительных сигналов.
• Поставка адаптированных недорогих сенсорных панелей оператора.

Помимо серийно выпускаемых уровнемеров для измерения различных фракций нефти и подтоварной воды (раздел фаз), для нефтеперерабатывающей промышленности были специально разработаны:

Уровнемеры для высокотемпературных сред
до 400 °С

Могут быть выполнены, как с гибким, так и с жестким зондом. Цена по запросу.

Уровнемеры с радиомодулем (беспроводные)

Позволяют строить беспроводные системы мониторинга уровня с удалённостью резервуаров от базовой станции до 3 км. в зоне прямой видимости. Цена по запросу.

Датчики уровня, входящие в состав беспроводной системы мониторинга уровня, могут быть выполнены как с гибким, так и с жестким зондом.
Подробнее

Уровнемеры для цистерн и автоцистерн ПЛП1012U-485

Удобный монтаж, вывод информации на приборную панель в кабине водителя, программное усреднение при качке, возможность интегрирования в системы спутникового мониторинга GPS/GSM.

Источник: https://okbvektor.ru/industry-oil/

Поплавковые датчики уровня для нефтепродуктов

• 20 февраля 2017 г. в 14:08
• 156

Для контроля уровня нефтепродуктов в ёмкостях при хранении, перекачке и транспортировке широко применяются различные виды датчиков уровня — как сигнализаторов, так и датчиков непрерывного контроля. При этом большую нишу занимают устройства поплавкового типа, представляющие собой недорогое и зачастую приемлемое по точности решение. Все такие датчики относятся к виду погружных. Поэтому при их выборе важно определиться с основными свойствами нефтепродуктов, определяющими характеристики среды, в которой приходится работать уровнемеру.

Некоторые основные общие свойства нефтепродуктов

Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов, содержащую в качестве основных элементов 80-85% углерода и 10-14% водорода.

Процесс получения товарных нефтепродуктов содержит в своей основе разделение нефти на фракции по температуре кипения.

Этот тепловой процесс заключается в разделении смесей углеводородов путем испарения с последующей дробной конденсацией образовавшихся паров. В этом процессе перегонки нефти выделяются следующие основные фракции:

• бензиновая — имеет температуры кипения 150°С…250°С, в зависимости от технологических целей получения авто-, авиа-, или др. специальных видов бензина;
• керосиновая фракция — с температурами кипения 180°С…280°С используется в качестве моторного топлива (компоненты дизельного топлива, тракторный и осветительный керосин и др.);
• газойлевая фракция с температурами кипения 280°С…350°С, используется в качестве дизельного топлива.

Эти три фракции принято называть «светлыми» нефтепродуктами, они прозрачны и не содержат тяжелых нефтяных фракций.

Следующая фракция — мазутная, с температурой кипения свыше 320°С…350°С. Полученные из неё нефтепродукты принято называть «темными». Это все виды мазутов, газотурбинное топливо, моторные, трансмиссионные и осевые масла, вакуумные газойли, гудрон, битум — они непрозрачны, содержат тяжелые остатки первичной и вторичной переработки нефти.

Важнейшими свойствами нефтепродуктов являются плотность и вязкость. При увеличении плотности фракции и температуры выкипания вязкость продукта возрастает. Наименьшей вязкостью обладают бензины. Светлые нефтепродукты относятся к группе маловязких, куда так же входят часть наиболее легких темных нефтепродуктов (например, некоторые виды индустриальных масел).

Основным фактором, определяющим агрессивность бензинов и дизельного топлива, является содержание в составе продукта нафтеновых кислот и соединений серы. Их действие проявляется, как правило, при длительном хранении и усиливается при наличии воды.

Конденсация паров воды происходит на внутренних поверхностях баков, цистерн и резервуаров особенно при сезонных колебаниях температуры. Оксиды серы при соединении с водой образуют кислоты, вызывающие коррозию конструкционных материалов и оборудования.

Моторные масла, трансмиссионные масла, тормозная жидкость и т. п. содержат стойкие присадки, исключающие коррозионное воздействие, и при хранении не изменяют своих свойств.

Коррозионное воздействие таких продуктов незначительно. Таким образом, в целом, нефтепродукты могут быть отнесены к виду слабоагрессивных в химическом отношении веществ.

Можно описать материалы, из которых должны быть изготовлены детали датчиков, соприкасающиеся с контролируемым нефтепродуктом: нержавеющие стали SUS 304, SUS 316; пластики: полипропилен (PP), поливинилденфторид (PVDF) и политетрафторэтилен (PTFE); специальные резины (NBR), — все обладающие повышенной устойчивостью к воздействию светлых и темных нефтепродуктов.

Нужно учитывать так же то обстоятельство, что жидкие виды топлива являются взрывоопасными, легковоспламеняющимися и горючими жидкостями.

ГОСТ 1510-84 на условия хранения и транспортировки нефтепродуктов в РФ не предписывает в общем случае применения измерительной аппаратуры обязательно во взрывозащищенном и искробезопасном исполнении.

Однако, в зависимости от требований конкретного производства, применение именно таких устройств будет уместно или даже необходимо.

Итак, выбор типа датчика — сигнализатор или преобразователь уровня и применение взрывозащищенного или искробезопасного исполнения определяется технической задачей, решаемой проектантом.

При определении же конкретного устройства в числе основных должны рассматриваться параметры плотности и вязкости среды при условии правильного выбора материалов, из которых изготавливаются детали датчика, входящие в контакт с контролируемой средой.

Поплавковые сигнализаторы и уровнемеры наиболее применимы для измерения и контроля уровня светлых нефтепродуктов или наиболее легких фракций темных нефтепродуктов. Сюда можно отнести все виды бензинов, керосин, дизельное топливо для всех сезонов, реактивное топливо, масла из группы маловязких нефтепродуктов: дистиллятные индустриальные масла, приборные, трансформаторные.

Источник: Компания «РусАвтоматизация»

Источник: https://www.elec.ru/articles/poplavkovye-datchiki-urovnya-dlya-nefteproduktov/

Система учета нефти и нефтепродуктов в резервуарах TRL/2

Cистема TRL/2 предназначена для ведения товарного учета нефти и нефтепродуктов и постоянного контроля за состоянием резервуарного парка.

Система TRL/2 обеспечивает:

• измерение уровня, температуры, давления продукта;
• измерение уровня подтоварной воды;
• сигнализацию предельных уровней при наливе, утечек продукта при хранении;
• вычисление объема, плотности и массы продукта в резервуаре на основе результатов измерений параметров продукта с погрешностью, удовлетворяющей требованиям ГОСТ Р 8.595-2004.

Межповерочный интервал – 5 лет.

Основой системы являются радарные уровнемеры. На процесс измерения уровня не оказывает влияние состояние газовой среды резервуара, наличие пыли и мелких взвесей, а также сорт продукта: нефть, светлые, темные и вязкие нефтепродукты, сжиженные газы, химические и агрессивные жидкости или гранулированные вещества.

• Объем продукта определяется по градуировочной таблице резервуара на основании измерений уровня продукта уровнемером.
• Масса продукта вычисляется как произведение объема на плотность, приведенных к одной и той же температуре, минус масса балласта.
• В зависимости от состава оборудования система TRL/2 может иметь три измерительных канала:

• канал измерения уровня продукта с использованием радарных уровнемеров,
• канал измерения температуры с использованием многоточечных датчиков температуры,
• канал измерения плотности продукта с использованием датчиков давления.

Одноканальная система TRL/2 обычно используется для измерения уровня в резервуарах хранения, реакторах нефтехимического производства и пр.

Двухканальная система TRL/2 (канал измерения уровня и температуры продукта) является базовым вариантом построения системы и наиболее широко используется для коммерческого учета нефти и нефтепродуктов.

Трехканальная система TRL/2 (каналы измерения уровня, температуры и давления) является полностью автоматизированной системой коммерческого учета нефти и нефтепродуктов. В этом случае с базовой комплектацией системы дополнительно используются датчики давления.

Расчет массы продукта производится в реальном масштабе времени с использованием данных об уровне продукта, его средней температуре и его плотности, определяемой на основе показаний датчика гидростатического давления жидкости (продукта), устанавливаемого вблизи дна резервуара.

Измерение уровня продукта

В системе TRL/2 применяются радарные уровнемеры TankRadar REX, TankRadar PRO с различными типами антенн в зависимости от условий измерения. Уровнемеры непрерывно излучают частотно-модулированные высокочастотные колебания и имеют высокую точность измерения:

• серия 3900 REX ±0,8 мм,
• серия PRO ± 3-10 мм.

Высочайшая точность измерения достигается за счет термостабилизации электроники и наличия цифрового эталона для автоматической поверки уровнемера перед каждым измерением.

При этом на процесс измерения уровня не оказывает влияние состояние газовой среды резервуара, наличие пыли и мелких взвесей, а также сорт продукта: нефть, светлые, темные и вязкие нефтепродукты, сжиженные газы, химические и агрессивные жидкости или гранулированные вещества.

1. Радарные уровнемеры могут применяться в резервуарах различного назначения и конструкций.
2. Уровнемеры серии PRO предназначены для технологических резервуаров с внутренними конструкциями или мешалками.
3. Уровнемеры серии RTG3900REX предназначены для коммерческих резервуаров, требующих измерения уровня продукта с особо высокой точностью.
4. Уровнемеры RTG3930REX с параболической антенной используются на резервуарах с фиксированной крышей для измерения уровня нефти и нефтепродуктов.
5. Уровнемеры RTG3950REX устанавливаются в направляющих трубах в резервуарах с понтоном или плавающей крышей.

Уровнемеры RTG3960REX устанавливаются на резервуарах со сжиженными газами под давлением. Эти уровнемеры оборудуются шаровым клапаном и устройством проверки, позволяющим автоматически учитывать изменение скорости распространения сигнала в газовом пространстве резервуара в зависимости от сорта продукта.

Для защиты резервуаров от переполнения применяются аварийные сигнализаторы уровня RNL/RNT. Преимуществом этих уровнемеров является наличие функции автоматического контроля их работо-способности.

Измерение параметров продукта

Для измерения температуры продукта и уровня подтоварной воды в комплекте с радарными уровне-мерами могут применяться одноточечные или многоточечные термометры сопротивления градуировки Pt100 и датчики уровня подтоварной воды серии WLS или серии 508-хххх/509-хххх.

Сбор данных о температуре, уровне подтоварной воды и других дополнительных данных обеспечивают модули DAU 2100, которые подключаются к радарному уровнемеру.

В радарном уровнемере серии RTG3900REX электроника модуля сбора данных размещена непосредственно в самом приборе. К этому уровнемеру может подключаться многоточечный термометр с 6-ю термоэлементами.

При большем числе термоэлементов многоточечный термометр должен подключаться с использованием модуля сбора данных DAU2100.

Автоматическое измерение плотности продукта в системе обеспечивается датчиками гидростатического давления, которые подключаются к плате аналоговых входов, устанавливаемой в радарном уровнемере.

Для резервуаров с плавающей крышей достаточно установки одного датчика давления в нижней части резервуара. Для резервуаров с фиксированной крышей для учета давления в газовом пространстве требуется установка в верхней части резервуара второго датчика давления.

При отсутствии датчиков гидростатического давления плотность продукта вводится в систему вручную на основе результатов лабораторного анализа пробы, отобранной из резервуара. Пробу продукта из резервуара отбирают по методике ГОСТ 2517, а замер плотности продукта выполняют ареометром по методике ГОСТ 3900.

Датчики подтоварной воды подключаются также к плате аналоговых входов уровнемера. Датчики серии WLS используются для контроля раздела «нефтепродукт-вода» и могут монтироваться совместно с многоточечными термометрами или отдельно от них. Датчики серии 508-хххх/509-хххх используются для контроля раздела «нефть-вода» и монтируются отдельно.

Передача и обработка данных

Передача информации от датчиков системы в центральный компьютер осуществляется по двухпро-водной цифровой полевой шине. Управляет передачей данных полевой коммуникационный модуль FCU2160. В качестве протокола обмена информацией по полевой шине используется Modbus RTU. Гарантируется нормальная работа системы при протяженности полевой шины до 4 км.

Сетевая поддержка упрощает работу в локальной сети Ethernet. Рабочие станции сети Ethernet используют технологию DCOM. Обновляемые в реальном времени данные доступны для всех станций сети.

Обработка информации осуществляется посредством специализированного программного пакета, функционирующего на базе персонального компьютера, который в свою очередь связан с системами управления более высокого уровня.

Операторский интерфейс обеспечивает отображение измеренных величин и следующих вычисленных параметров:

• уровень продукта;
• средняя температура продукта;
• температура воздуха;
• уровень подтоварной воды;
• текущая плотность;
• плотность, приведенная к 20°C;
• объем продукта;
• объем подтоварной воды;
• свободная емкость;
• масса продукта;
• утечки из резервуара.

Заполнить опросный лист

Если у вас есть вопросы, пожалуйста, позвоните по телефону: +7 (499) 922-40-10 или заполните форму обратной связи.

Источник: http://www.kombit.ru/kompleksnye-resheniya-po-izmeren/sistema-ucheta-nefti-i-nefteprod-266/

Поплавковые уровнемеры и область их применения

Измерение уровня различных жидкостей можно проводить разными способами. Один из способов измерения предполагает использование поплавка, который опускается на поверхность жидкости и частично погружается в нее.

Чаще всего жидкости имеют достаточно однородную плотность, поэтому нет никакой разницы, в каком именно месте будет находиться поплавок — глубина его погружения будет одинаковой, значит и расстояние до поплавка тоже будет одинаковым.

Попробуем разобраться, что это такое и зачем это нужно.

Какие бывают поплавковые уровнемеры

Поплавок, погруженный в жидкость, подвергается воздействию двух сил: силы тяжести и выталкивающей силы Последняя равна по значению силе тяжести, но противоположна ей по знаку. Силу тяжести вычисляют умножением погруженного в жидкость объема поплавка на плотность самой жидкости. Из этого становится понятно, что если будет изменяться плотность жидкости, то и поплавок будет погружаться на разную глубину, что будет приводить к появлению погрешности в измерении уровня жидкости.

Чтобы свести к минимуму эту погрешность, поплавок делают из максимально легкого материала, что сводит к минимуму влияние неоднородности жидкости. Второй способ уменьшить погрешность — сделать поперечное сечение поплавка как можно большим, чтобы он погружался в жидкость на минимальную глубину, благодаря чему измерения при помощи поплавкового уровнемера становятся максимально точными.

Простейшая схема поплавкового уровнемера

Поплавок соединяется со стрелкой указателя уровня через гибкую механическую связь, поэтому чтобы уровнемер смог правильно измерить уровень, необходимо чтобы поплавок своей массой мог обеспечить достаточное натяжение этой гибкой связи.

С другой стороны, поплавок не может быть очень большим, потому что тогда придется увеличивать размеры всего уровнемера, что крайне нежелательно.

Исходя из всего этого, для измерения уровня различных типов жидкостей изготавливают уровнемеры с разным размером и формой поплавка, а так же из разных материалов, что повышает точность измерения.

1 – поплавок
2 – трос
3 – шкала
4 – противовес

Типы поплавковых уровнемеров

Чтобы измерять уровень жидкостей, имеющих невысокую температуру и которые находятся под низким давлением, чаще всего применяют уровнемеры типа УДУ.

Поплавковые уровнемеры этого типа имеют довольно высокий показатель точности, их погрешность составляет порядка четырех миллиметров, при этом глубина сосуда может достигать двадцати метров.

Измерения можно производить при температуре от -50 градусов по Цельсию до +50 градусов по Цельсию, а избыточное давление может составлять от 1,5 до 3 кПа.

Недостатком этого типа поплавковых уровнемеров является то, что их установка не позволяет обеспечить высокую герметизацию резервуара, поэтому чаще всего их применяют для определения уровня нефтепродуктов.

В случаях, когда жидкость находиться под большим давлением, или если ее температура находится вне допустимого диапазона измерения ее уровня при помощи уровнемера типа УДУ, используют поплавковый уровнемер типа ПМП, в конструкции которого используется магнитный преобразователь. Точность измерения таким уровнемером достигает пяти миллиметров, а глубина емкости, в которой происходит измерение, может достигать шести метров.

Где применяются уровнемеры поплавкового типа

Поплавковые уровнемеры нашли самое широкое применение, ведь с их помощью можно точно измерять не только уровень достаточно однородных жидкостей, но и уровень так называемых двухфазных жидкостей. В этом случае применяются уровнемеры, в конструкции которых используются два поплавка, измеряющих жидкость определенной плотности.

Область применения таких уровнемеров очень широкая, их устанавливают на баках для контроля за уровнем воды в них, используют для контроля уровня воды нефтепродуктов в резервуарах и даже для слежения за количеством химических веществ в специальных хранилищах. С помощью поплавкового уровнемера можно контролировать не только степень заполнения водохранилищ, но и уровень воды в реках, отслеживать состояние коллекторов и отстойников.

На видео: принцип действия поплавкового уровнемера.

Источник: https://storage-tanks.ru/oborudovanie-i-komplektuyushhie/poplavkovyie-urovnemeryi-i-oblast-ih-primeneniya/

Виды уровнемеров

Датчики уровня используются как контроллеры наполнения емкостей, резервуаров, баков, траншей, трубопроводов с жидкостями или сыпучими материалами.

Используются не только для замеров уровня, но и в качестве концевых выключателей (предупреждают переполнение или работу в «сухом режиме»).

В зависимости от типа контролируемого технологического процесса можно использовать традиционные уровнемеры, измеряющие количество вещества в емкости по всей площади, или узкопредельные, срабатывающие с большей точностью только на определенном участке.

Особенности уровнемеров

По функциональности устройства делятся на два типа: сигнализаторы, позволяющие отслеживать определенную точку заполнения (макс. или мин.) и уровнемеры, предназначенные для беспрерывного мониторинга. Сфера применения приборов определяется принципом их действия (в основе может быть акустика, оптика, гидростатика, электропроводность). Также они бывают контактные или бесконтактные.

Выбирая современные уровнемеры, учитывают цели, для которых будут проводиться измерения. Также принимают во внимание вид измеряемой жидкости – ее плотность, категорию опасности и прочие характеристики. Принцип действия уровнемера подбирается с учетом материала емкости. Приборы могут работать с аналоговым сигналом, в качестве реле или как радар.

При подборе обязательно учитывают санитарные нормы, устойчивость к механическим воздействиям, вибрациям, химикатам, возможность эксплуатации во взрывоопасной среде (в зависимости от особенностей проходящих техпроцессов).

Область использования уровнемеров

Контроль уровня жидкости или сухого вещества в резервуаре, емкости – необходимость для многих автоматизированных технологических процессов, а также в системе водопроводов, подачи жидкостей и так далее.

Это оборудование предназначено для измерений уровней твердых, жидких, сыпучих веществ, находящихся в открытых и закрытых резервуарах под давлением или без. Оно обеспечивает точность измерений вне зависимости от уровня загрязнения и состава среды.

Основные виды уровнемеров

Уровнемеры классифицируются по режимам деятельности на устройства для непрерывного измерения или для дискретного контроля. Также они разделяются по типу измеряемого продукта на оборудование, предназначенное для жидкостей (нефтепродуктов, воды, растворов, суспензий) и для сухих сыпучих элементов (гранул, порошков).

Приборы, предназначенные для контроля за уровнем жидкости, также классифицируются по принципу действия:

• Электродные: проводится дискретный контроль рабочей среды с использованием ее электропроводности. Рабочая среда (электрический проводник) доходит до электрода, в результате чего электрическая цепь замыкается и возникает сигнал. При уменьшении количества рабочей среды цепь размыкается. В комплект может входить несколько электродов, и можно настраивать их разную длину. Это устройства простой конструкции, но они могут срабатывать только в электропроводных средах (например, в воде);
• Емкостные. В основе – принцип определения емкости конденсатора, а в качестве конденсатора – изолированный электрод и стенки того резервуара, в котором он находится. При изменении уровня жидкости изменяется площадь (а значит, и емкость) такого конденсатора. С помощью таких уровнемеров можно проводить постоянный контроль рабочей среды на глубине до 50 м и при температуре до +250°С. Отличаются высокой чувствительностью;
• Поплавковые. Уровень жидкости определяется путем механического перемещения герметичного полого поплавка на поверхности. При изменении высоты уровня срабатывает микровыключатель, и тем самым устройство сигнализирует об изменении высоты уровня. Эти устройства могут использоваться в баках с топливом и в цистернах с водой – иными словами, в емкостях с разными типами сред, вне зависимости от их температуры и плотности;
• Магнитные. Представляют собой мерную трубку с поплавком и встроенным магнитом. Создается одинаковый уровень жидкости в резервуаре и трубке, а магнит в устройстве действует на магнитный указатель, установленный снаружи. Эти приборы могут применяться для разных типов жидкостей, за исключением нефтепродуктов;
• Визуальные оснащены смотровым стеклом и часто применяются в паровых котельных или на химическом производстве;
• Гидростатические могут быть врезными и погружными, позволяют измерять уровень даже при высоком давлении рабочей среды вне зависимости от типа жидкости. Подходят для однородных сред в водоемах, хранилищах, скважинах, промышленных резервуарах.

Преимущества гидростатических уровнемеров

Принцип действия гидростатического уровнемера основан на преобразовании значений давления столба жидкости в высоту этого столба по известной плотности среды. Для измерения гидростатического давления может использоваться манометр (датчик избыточного давления, подключенный на нижнем предельном уровне). Чаще всего применяются дифференциальные датчики давления, с помощью которых можно измерять уровень жидкости в агрегатах, работающих под давлением.

Эти модели могут использоваться для жидкостей с разным уровнем текучести, в том числе вязких, а также для паст. Также они подходят для контроля уровня в открытых резервуарах и для определения уровня раздела жидкости.

Ключевыми преимуществами таких устройств считаются:

• Высокая точность;
• Возможность непрерывного измерения;
• Простая компактная конструкция;
• Возможность использования для вязких и пенистых сред;
• Высокая устойчивость к помехам;
• Возможность встраивания в автономную систему благодаря низкому энергопотреблению;
• Не требуют сложного технического обслуживания.

Эти устройства относятся к контактным, то есть они не зависимы от состояния поверхности жидкости в емкости.

Компания «Измеркон» предлагает гидростатические и емкостные уровнемеры (в том числе автономного типа) для разных типов емкостей, используемых на промышленных предприятиях общего или специального назначения. Предлагаем датчики малых габаритов для контроля стандартных, вязких или агрессивных жидкостей, в обычном, химостойком или взрывозащищенном исполнении.

Источник: https://izmerkon.ru/podderzhka/publikaczii/vidyi-urovnemerov.html

Уровнемеры для резервуаров нефтепродуктов

       Резервуарные сооружения обеспечивают надежное и безопасное хранение жидкого товара и сырья, а также отпуск содержимого в требуемом количестве по мере надобности.

Для того, чтобы контролировать наполняемость, герметичные емкости комплектуют специальным замерным оборудованием.

Особенностью приборов для измерения уровня в хранилищах нефти и ее производных является взрывозащищенное исполнение и способность работать в среде со смесью горючих газов.

       Уровнемер поплавковый ДУУ4М позволяет контролировать уровень наполнения сосуда, а также измерять температуру и давление содержимого корпуса.

Степень стойкости прибора к агрессивным средам определяется материальным исполнением поплавков, поэтому, модификации ДУУ4М подбираются с учетом свойств контролируемых продуктов.

В зависимости от качества составляющих компонентов, устройства совместимы, как с неагрессивными веществами, так и с товарной нефтью и продуктами ее переработки, с едкими кислотами и щелочами, с сжиженными углеводородными газами. К уровнемерам поплавкового типа также относятся сигнализаторы уровня СУГ-М.

       Уровнемер буйковый Сапфир 22 — измерительный преобразователь, который используется для контроля сред, конденсат паров которых не способен замерзать при отрицательных температурах атмосферного воздуха.

В противном случае, в паре с преобразователем необходим специальный обогреватель.

Устройство зарекомендовало себя с лучшей стороны при взаимодействии с системами автоматического контроля и управления производственными операциями, обеспечивая непрерывное преобразование значений параметров уровня в токовый сигнал удаленной передачи.

       Для вертикальных резервуаров с плавающей крышей или понтоном разработан датчик уровня ПМП-22. Сигнализаторы уровня СУР3 контролируют положение уровня содержимого сосуда путем распространения короткого импульса упругой деформации в металлической проволоке. На ультразвуковом анализе основан принцип действия модели СУР4 и датчиков типа ДУМ2М.

       Уровнемер ультразвуковой «Струна-М» — пример достижений высоких технологий, позволяющий контролировать уровень, плотность, температуру хранимого материала, вычислять объем светлых производных нефти, определять наличие подтоварной воды и предупреждать о превышении уровня экологической и пожарной безопасности. Уровнемер радарный УЛМ — высокоточное бесконтактное оборудование, применяемое, как в резервуарах, так и силосах и бункерах. Прибор отличается компактностью и надежностью, комплектуясь программным обеспечением.

Источник: http://neftemash-zavod.ru/about/stati/urovnemery-dlya-rezervuarov-nefteproduktov