Министерство образования и науки РФ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

 высшего профессионального образования

«Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

                              Кафедра Транспорта и Хранения Нефти и Газа

РЕФЕРАТ

По дисциплине:              Приемно-сдаточные операции                                     

                                               (наименование учебной дисциплине согласно учебному плану)

 

Тема:               Гидростатический и объемный методы измерений нефти и нефтепродуктов.

                                                                            _____________                Байгильдин Д.Д.

                                                                            _____________                   Гаджиев Ш.А.

Выполнили:  студенты гр.  ТНГ-09-2             __        ________                /_    Ли А.Х.   /

                                                                                 (подпись)                                                    (Ф.И.О.)

Оценка:__________                      

Дата: ____________

Проверил:  _доцент_                                                                              /Шалыгин А.В./                                  

                               (должность)                                       ( подпись)                                                                      (Ф. И. О.)

Санкт-Петербург

2012

Содержание

I.                   Введение ……………………………………………………………………....... 3

II.                Методы измерений нефти и нефтепродуктов
1. Гидростатический метод измерения ……………………………………...4
2. Объемный метод измерения ……………………………………………… 9

III.             Заключение ……………………………………………….……………………10

IV.             Список литературы.…………………………………………………………...11

I.        Введение.

            Развитие рыночных отношений выдвигает возрастающие требования к достоверности учета количества нефтепродуктов на всех стадиях их производства и распределения, приводит к повышению роли измерительной техники и требований к ней. В связи с повышением цен на энергоносители резко повышается спрос на высокоточные средства учета их количества.

При использовании резервуаров для измерения объема жидкости в коммерческом учете отпускаемой продукции значительные ошибки измерения вызываются конструкцией резервуара, установкой измерительного оборудования,  а также методами и процедурами измерения уровня и

температуры. Погрешность, обусловленная измерительными инструментами, обычно сравнительно мала. Для точного измерения количества нефти необходимо: определить общий объем нефти, определить температуру нефти, взять пробу и определить плотность, осадок и содержание воды, а также определить качество нефти. 

В данном реферате мы рассмотрим некоторые методы измерений нефти и нефтепродуктов, а именно гидростатический и объемный.

II.     Методы измерений нефти и нефтепродуктов.

Методы и средства измерений нефти и нефтепродуктов описываются в «Инструкции о порядке поступления, хранения, отпуска и учета нефти и нефтепродуктов на нефтебазах, наливных пунктах и автозаправочных станциях системы Госкомнефтепродукта СССР
(утв. письмом Госкомнефтепродукта СССР от 15 августа 1985 г. № 06/21-8-446).

В настоящее время согласно правилам количественного учета применяют прямые и косвенные методы.

Реализация прямых методов заключается в определении массы продуктов с помощью весов, весовых дозаторов и устройств, массовых счетчиков, расходомеров с интеграторами. Косвенные методы, в свою очередь, подразделяют на объемно-массовый (динамический и статический) и гидростатический.

1.      Гидростатический метод измерений.

Как уже было сказано, гидростатический (пьезометрический) метод относится к косвенному методу. При применении гидростатического метода измеряют величину гидростатического давления столба нефтепродукта, определяют среднюю площадь заполненной части резервуара на уровне, относительно которого производят измерения, и рассчитывают массу продукта как произведение значений этих величин, деленное на ускорение свободного падения:

                                                             

Массу отпущенного (принятого) продукта при использовании гидростатического метода можно определять по двум вариантам: как разность масс, определенных в начале и в конце товарной операции (используя вышеизложенный метод); как произведение разности гидростатических давлений в начале и в конце товарной операции на среднюю площадь сечения части резервуара, из которого отпущен нефтепродукт, деленное на местное ускорение силы тяжести.

Для определения массы нефтепродукта в резервуаре необходима аппаратура коммерческого гидростатического учета, погрешность которой не должна превышать 0,5 %. Такая погрешность складывается из погрешностей преобразования, передачи измерения гидростатического давления и калибровки резервуара.

Для определения средней площади сечения части резервуара металлической измерительной рулеткой или уровнемером измеряют уровни продукта в начале и в конце товарной операции и по данным градуировочной таблицы резервуара вычисляют соответствующие этим уровням средние площади сечения.

Величина гидростатического давления зависит от высоты столба жидкости над измерительным прибором и от плотности этой жидкости.

Измерение гидростатического давления в резервуаре осуществляются различными способами:

- манометром или датчиком давления, которые подключаются к резервуару на высоте, равной нижнему предельному значению уровня;

- дифференциальным манометром, который подключается к резервуару на высоте, равной нижнему предельному значению уровня, и к газовому пространству над жидкостью;

- измерением давления воздуха, прокачиваемого по трубке, опущенной в жидкость на фиксированное расстояние.

Существуют и другие способы измерения.

        

                      Рис. 1. Измерение уровня в резервуаре при помощи датчика избыточного давления

На рис. 1 приведена схема измерения уровня датчиком избыточного давления (манометром). Для этих целей может применяться датчик любого типа с соответствующими пределами измерений.

При измерении уровня гидростатическим способом погрешности измерения определяются классом точности измерительного прибора, изменениями плотности жидкости и колебаниями атмосферного давления.

Если резервуар находится под избыточным давлением, то к гидростатическому давлению жидкости добавляется избыточное давление над ее поверхностью, которое данной измерительной схемой не учитывается. Поэтому такая схема измерения для таких случаев не подходит.

В связи с этим, более универсальными являются схемы измерения уровня с использованием дифференциальных датчиков давления (дифманометров). С помощью дифференциальных датчиков давления можно также измерять уровень жидкости в открытых резервуарах и контролировать границу раздела жидкостей.

        

            Рис. 2. Измерение уровня в открытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления.

На рис.2 представлена схема измерения уровня жидкости в открытом резервуаре, находящемся под атмосферным давлением.

Плюсовая камера дифманометра ДД через импульсную трубку соединена с резервуаром в его нижней точке, минусовая камера сообщается с атмосферой. В такой схеме устраняется погрешность, связанная с колебаниями атмосферного давления, т.к. результирующий перепад давления на дифманометре равен:

                                                            ΔР = (Рг + Ратм) – Ратм = Рг.

Такая измерительная схема может использоваться тогда, когда дифманометр расположен на одном уровне с нижней плоскостью резервуара. Если это условие соблюсти невозможно и дифманометр располагается ниже на высоту h1, то используют уравнительные сосуды (УС).

Схемы измерения уровня с уравнительными сосудами для резервуаров под атмосферным давлением представлены на рис. 3.

Рис. 3. Измерение уровня в открытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления с использованием уравнительного сосуда: а – с нижним расположением уравнительного сосуда; б – с верхним расположением уравнительного сосуда

Уравнительный сосуд используется для компенсации статического давления, создаваемого столбом жидкости h1 в импульсной трубке.

Для измерения уровня в резервуарах, находящихся под избыточным давлением Ризб, применяют следующую измерительную схему, изображенную на рис. 4.

Рис. 4. Измерение уровня в закрытом резервуаре при помощи датчика дифференциального давления с использованием уравнительного сосуда

Избыточное давление Ризб поступает в обе импульсные трубки дифманометра, поэтому измеряемый перепад давления ΔР можно представить в виде:

                                               

где:   - плотность жидкости, g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.

При h = 0, ΔР = ΔРmax, а при h = Hmax , ΔР = 0.

То есть из уравнения следует, что шкала измерительного прибора уровнемера будет обращенной.

Более современным аналогом дифманометров являются датчики гидростатического давления. Как и у дифманометров, у них имеются две измерительные камеры. Одна из камер выполнена в виде открытой мембраны, а вторая - в виде штуцера. Такие датчики всегда можно установить непосредственно у дна резервуара, поэтому отсутствует необходимость в импульсных трубках, а значит, и в необходимости компенсации высоты импульсной трубки.

Наиболее распространенные измерительные схемы с использованием гидростатического датчика давления представлены на рис.5.

              

Рис. 5. Измерение уровня в резервуарах при помощи датчика гидростатического давления: а – для открытых резервуаров; б – для закрытых резервуаров без уравнительного сосуда; в – для закрытых резервуаров с уравнительным сосудом

Схема (в) используется для процессов, в которых неизбежно образование обильного конденсата и его накопление в трубе, соединяющей датчик с объемом над жидкостью.

Конструктивно гидростатические датчики бывают двух типов: мембранные и колокольные (погружные). В первом случае тензорезистивный или емкостной датчик непосредственно соединен с мембраной и весь прибор находится внизу емкости, как правило, сбоку на фланце, при этом расположение чувствительных элементов (мембраны) соответствует минимальному уровню. В случае колокольного датчика чувствительный элемент погружен в рабочую среду и передает давление жидкости на тензорезистивный сенсор через столб воздуха запаянный в подводящей трубке.

В соответствии с ГОСТ 26576-86 относительная погрешность количественного учета нефтепродуктов должна составлять в пределах , при измерении его массы от 100 т. и выше и  при измерении до 100 т.

Гидростатические уровнемеры применяются для однородных жидкостей в емкостях без существенного движения рабочей среды. Они позволяют производить измерения в широком диапазоне, с точностью до 0,1% при высоком избыточном давлении и температуре рабочей среды: – 30..+100°С. Гидростатические уровнемеры могут использоваться для вязких жидкостей и паст. Важным достоинством гидростатических уровнемеров является высокая точность при относительной дешевизне и простоте конструкции.

2.      Объемный метод измерений.

Этот метод является частью объемно-массового метода, так как измеряется только объем нефтепродукта. Объемный метод применяется на АЗС для учета нефтепродуктов.

Для измерений объема применяются топливораздаточные колонки по ГОСТ 9018-82, маслораздаточные колонки по ГОСТ 11537-81 и импортные, параметры которых соответствуют требованиям этих стандартов. Колонки должны поверяться по ГОСТ 8.045-80 и ГОСТ 8.220-76.

Проведение измерений: Объем нефтепродукта при заправке транспорта измеряется при дистанционном и местном управлении колонками.

Для дистанционного управления применяются пульты, которые могут управлять как одной колонкой, так и группой колонок. Объем нефтепродукта, отпущенный колонкой, фиксируется указателем суммарного счетчика. Точность работы топливораздаточных колонок должна проверяться ежедневно при сдаче смен образцовыми мерниками второго разряда и фиксироваться в сменных отчетах. Если погрешность колонки выходит за пределы, указанные в стандарте, то эксплуатировать такую колонку запрещается.

Погрешность колонки фиксируется в относительных единицах (процентах) со знаком (-), если колонка передает продукт, и знаком (+), если продукт колонка недодает. Пределы относительной погрешности в условиях измерения

Объемный метод применяют для относительно недорогих продуктов, либо когда требуется расчет за малый объем. Конструктивная особенность приборов, работающих на этом методе, обусловила их применение также для измерения расхода трудно перемещаемых продуктов (вязкие, липкие, густые). К таким средам относят нефтепродукты, лаки, эмали, краски и т.п. На этом принципе создан и применяется ряд приборов — счетчики, мазутомеры и другие. Измерительным органом приборов является калиброванная камера, снабженная одним или несколькими подвижными элементами, перемещающими мерные объемы жидкости или газа. Название измерительного органа прибора определило его второе наименование — камерный счетчик, а всю группу приборов — камерные расходомеры. Среди множества конструктивных разновидностей наиболее широко распространенными являются поршневые, шестеренчатые и ротационные счетчики.

Примеров поршневых счетчиков являются мазуто- и бензомеры; шестеренчатые счетчики используют для мазутов и масел; а ротационные счетчики (упрощенная конструкция шестеренчатых, т.е. шестерни заменены восьмеркообразными роторами, не входящими в зацепление между собой) пригодны только для небольших давлений, что и определило их применение для измерения расхода газов.

III.      Заключение.

Значительные ошибки измерения объема жидкости в коммерческом учете отпускаемой продукции вызываются несколькими факторами. Но одним из них является метод и процедура измерений.

Развитие рыночных отношений выдвигает возрастающие требования к достоверности учета количества нефтепродуктов на всех стадиях их производства и распределения. В связи с повышением цен на энергоносители резко повышается спрос на высокоточные средства учета их количества.

            В нашем реферате мы наиболее широко раскрыли тему о гидростатическом и объемном методе измерений, описали технику измерения, приборы, а также достоинства и недостатки этих методов.

IV.      Список литературы

1.           «Инструкция о порядке поступления, хранения, отпуска и учета нефти и нефтепродуктов на нефтебазах, наливных пунктах и автозаправочных станциях» системы Госкомнефтепродукта СССР (утв. письмом Госкомнефтепродукта СССР от 15 августа 1985 г. № 06/21-8-446)

2.           Коршак А.А., Коробков Г.Е..Нефтебазы и АЗС: Учебное пособие — Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2006. — 416 с.

3.           http://www.stroitelstvo-new.ru/pribory-izmereniya/rashoda-2.shtml

4.           «Преимущества систем измерения уровня в резервуарах гидростатическим методом» Фрэнк Дж. Берто