Системы измерения количества продукта в резервуаре

Системы измерительные количества жидкости в резервуарах MTG (мод. MTG S, MTG A) (далее — системы) предназначены для измерений массы, объема, уровня, плотности, температуры, уровня подтоварной воды и долевого (процентного) содержание воды в нефти, нефтепродуктах и других жидкостях (далее — продукт) в резервуарах.

Система реализует косвенный метод измерений, основанный на гидростатическом принципе по ГОСТ 8.587-2019 и может быть выполнена в двух модификациях MTG S и MTG A. В модификации MTG A система состоит из измерителя MTG, устанавливаемого на резервуар. В модификации MTG S система состоит из одного или нескольких измерителей MTG и компьютера с программным обеспечением Win TG, в нее также могут входить интерфейсные модули E/TGI с показывающим устройством и/или интерфейсные модули ISB.

Конструктивно измеритель MTG представляет собой трубную конструкцию, состоящую из нескольких секций с расположенными между ними сенсорными модулями и микропроцессорного трансмиттера. Типовая секция выполнена в виде отрезка трубы из нержавеющей стали длиной от 0,3 до 2,5 метра, в зависимости от высоты резервуара, с резьбовыми соединениями на торцах. В каждый сенсорный модуль входит платиновый термопреобразователь сопротивления Pt100 класса А с 4-х проводной схемой подключения и преобразователь абсолютного давления. Все провода от преобразователей температуры и давления расположены внутри секции и подключаются к микропроцессорному трансмиттеру, устанавливаемому на крыше резервуара.

Принцип работы системы MTG состоит в следующем

Микропроцессорный трансмиттер производит опрос и обработку сигналов от преобразователей температуры и давления и вычисление массы, объема, уровня, плотности и средней температуры продукта в резервуаре. Кроме того, система MTG позволяет измерять объем нефти и нефтепродуктов, приведенный к стандартным условиям, плотность продукта между сенсорными модулями и вычислять уровень раздела сред и относительное массовое и объемное содержание одного продукта в другом, в частности воды в нефти или нефтепродукте.

Полученную информацию микропроцессорный трансмиттер передает по протоколу MODBUS RTU по RS-485 на интерфейсный модуль E/TGI или компьютер. В компьютере проводится архивирование полученной информации, создание отчетов, индикация и регистрация аварийных и нештатных ситуаций (выход за установленные пределы давления в газовой фазе, плотности продукта и др.).

Система MTG может входить в состав измерительных систем более высокого уровня.

При установке системы MTG на резервуары процедура измерений регламентируется методикой измерений.

Варианты конфигурации системы MTG (количество и расстояние между сенсорными модулями) определяют ее метрологические характеристики.

  • Система MTG обладает исключительно высокой точностью по массе. Величина в технических характеристиках 0.05…0.3% инструментальной погрешности по массе в резервуаре. Однако в условиях перекачек при приеме и отпуске и случае погрешности таблицы резервуара 0.1%, относительная погрешность измерения массы для полного резервуара, как правило, не превышает 0.15% (реальные сертификаты калибровки могут быть предоставлены по запросу).
  • Увеличение оборачиваемости резервуаров за счёт точного измерения количества и качества нефти и слежения за процессом отстоя воды
  • Отсутствие необходимости направляющих труб в резервуарах с конической крышей
  • Система MTG, в отличии от альтернативных измерений, быть установлена, как в направляющую трубу, так и в свободное пространство резервуара. Установка может производиться в направляющую трубу, в которой происходят ручные измерения, при этом сохраняется возможность ручных измерений.
  • Улучшение точности взаиморасчетов в операциях отпуска и приема продукта с учетом количества воды
  • Контроль качества продукта
  • Контроль за стратификацией нефти
  • Мониторинг высаживания воды и оптимизация применения деэмульгаторов в резервуарах сырой нефти и резервуарах отстойниках
  • Система MTG предоставляет информацию о распределении воды в эмульсии, процессе высаживания воды в реальном режиме времени. Это включает такие параметры, как послойное распределение процентного содержания воды и процентное содержание воды в продукте выше положения каждого из сенсорных
  • Возможность автоматизации процесса отстоя и сепарации воды от нефти
  • Предотвращение поступления воды или эмульсии в технологические процессы
  • Погрешность по уровню, температуре и плотности не влияет на суммарную погрешность по массе.
  • Исходя из принципа измерения Система MTG для вертикальных цилиндрических резервуаров погрешность по уровню, температуре и плотности не влияет на суммарную погрешность по массе. Надо отметить, что MTG при этом предоставляет высокую точность по уровню, плотности и температуре
  • При приемо-сдаточных операциях погрешность по массе Система MTG на практике зависит только от погрешности калибровочной таблицы резервуара
  • Система MTG устанавливается на дно или базовую плиту резервуара, которая используется для ручных замеров. Измерения производятся от дна и движение дна компенсируется. Скользящий фланец на крыше полностью исключает влияние движения крыши на результат измерений
  • Статические и высоко-динамические измерения.
    Система MTG измеряет массу и массовое объемное содержание воды в продукте, как в статических, так и в высоко-динамических ситуациях и процессах в резервуаре.
  • Отсутствие необходимости дополнительных направляющих труб в резервуарах с понтоном

В резервуарах с понтоном MTG устанавливается в существующую направляющую трубу, в которой производятся ручные измерения. (Альтернативные системы требуют установки дополнительной направляющей трубы. Это, в свою очередь, вызывает необходимость затрат на опустошение и дегазацию резервуара. Учет данных расходов является необходимым для оценки реальной стоимости таких систем.)

  • Контроль за смешиванием и снижение вероятности поставки некачественного продукта
  • Слежение за профилем плотностей и температур
  • Управление рецептами, основанное на целевой плотности продукта
  • Возможность автоматической сигнализации на компьютере оператора в случае нештатной плотности или температуры в любом слое
  • Управление и слежение за технологическими режимами

Измерения водосодержания при наличии широких эмульсионных слоев

Открыть схему

Задача определения процентного содержания воды в динамическом и статическом режиме — описание реального применения

  • Три площадки, каждая с четырьмя резервуарами объемом 5000 куб метров и высотой 12 метров. Площадки находятся на значительном расстоянии друг от друга и соединены трубопроводом
  • В резервуары первой площадки поступает сырая нефть с высоким водо-содержанием. Резервуары работает в режиме узла подготовки нефти с необходимостью сепарирования воды и продукта. В условиях непрерывного процесса нефть поступает в резервуары со скважин и откачивается с высоты около 7 метров с целью уменьшения содержания воды при использовании деэмульгаторов.
  • Резервуары второй площадки используются в качестве дополнительного буфера-отстойника
  • Резервуары третьей площадки являются накопителями для отправки коммерческой нефти по трубопроводу
  • На всех площадках требуется проведение измерений в резервуарах, с определением количества воды. В первой площадке – в динамическом процессе.

Измерения водосодержания при наличии широких эмульсионных слоев. Описание реального применения — открыть схему.

Применяемые методы и средства измерения

  • Ручные измерения с использованием электронной рулетки на принципе электрической проводимости продукта давали большой разброс результатов в динамике и статики в зависимости от времени отстоя
  • Использование рулетки с водо-чувствительной пастой не давало приемлемого результата
  • Попытки обнаружения раздела сред при помощи портативного погружного плотномера давала нестабильные результаты в условиях эмульсий
  • Ручные измерения не позволяли получить результаты в реальном режиме времени.
  • Из-за широкого эмульсионного слоя невозможно применения средств измерений, использующих поплавки или микроволновые излучатели

Процедура тестирования

  • Резервуар, работающий в нормальном режиме в динамике, был отсечен и отстаивался в течение 4-5 часов.
  • Измерения уровня и границы нефть-вода производились двумя электронными рулетками и были начаты за 20 минут до начала отстоя, и продолжались каждые 20 минут после отсечения и в процессе отстаивания продукта в резервуаре.
  • В конце процесса отстаивание были произведены замеры портативным электронном плотномером, а также рулеткой с водо-чувствительной пастой
  • В то же время велся полный лог всех регистров MODBUS MTG для сравнения с другими замерами в каждый из моментов времени

Данные, получаемые от MTG в реальном режиме времени, для сравнительного анализа

  • Для понимания измерительного решения, предлагаемого системой MTG необходимо знакомство с измерительными параметрами, предоставляемыми потребителю в регистрах MODBUS MTG:
  • Диагностические регистры
  • Уровень
  • Уровень границы раздела сред при отсутствии эмульсий
  • При наличии эмульсии MTG рассчитывает уровень, который займет граница раздела сред после полного высаживания воды вне зависимости от того произошло ли физическое высаживание воды или процесс еще не завершен.
  • 12 температур: 8 в жидкости т.к. только 8 сенсоров было в жидкости и остальные в газовом пространстве
  • Плотности в 7 погруженных слоях – как при текущей температуре так и приведенные к стандартной температуре
  • Процентное содержание воды выше положения каждого из сенсоров
  • Средняя температура жидкости
  • Плотность продукта
  • Объем (включая TOV, GOV, GSV, Объем воды)
  • Моделируемые значения нижнего и верхнего положения границы эмульсии
  • Масса жидкости и продукта/воды в резервуаре
  • Процентное содержание воды в каждом из слоев между сенсорными модулями
  • Суммарный объемный и массовый расход

В реальном примере применения граница раздела сред по замерам электронными рулетками изменялась на 1.4 метра при переходе от динамической к статической ситуации в процессе отстаивания.

Таким образом в динамической ситуации электронные рулетки не давали даже приблизительного представления о границе раздела сред. В то же время изменение показаний предсказанной границы раздела сред MTG были в пределах ±12 мм.

Измерения верхнего уровня совпадали с показаниями электронных рулеток в пределах 3 мм.

Замеры ручной рулеткой с пастой в конце отстаивания были размыты с изменением цвета между 3300 и 3500 мм. Через 4.5 часа все еще наблюдался широкий слой эмульсии.

Стабильность показаний высаженной воды / Измерение плотности и процентного содержания воды в слоях MTG

Каждая строка в таблицах выше представляет собой срез показаний плотности и процентного содержания воды в слое жидкости в резервуаре в начале и в конце 5-и часового отстаивания.

MTG открывает «Окно в резервуар», позволяя отслеживать процедуру высаживания воды и распределения плотностей в каждый момент времени.

Изменение процентов воды в слое 2200-3200 мм / Распределение процентов воды по слоям в зависимости от времени отстоя

Результаты измерений MTG в реальном режиме времени позволяет оценить эффективность деэмульгаторов, оптимизировать их применение и получить реальную картину процесса в резервуаре

Измерения водосодержания при наличии широких эмульсионных слоев. Заключение по реальным результатам

  • Система MTG позволяет с высокой точностью предсказать уровень высаженной воды даже в ситуации с высокой динамикой и широким многометровым слоем эмульсионной смеси воды и нефти.
  • Система MTG позволяет срез состояния резервуара в каждый момент времени с распределением плотностей
  • Система MTG позволяет оптимизацию применения деэмульгаторов и времени отстаивания воды
  • Система MTG позволяет измерить и количественно оценить как количество (массу и объем), так и качество (плотность, водо-содержание) продукта
  • Система MTG обеспечивает мониторинг за операционными параметрами такими как температура, уровень, давление паров под крышей резервуара в каждый момент времени

Индикация, питание, искробезопасные барьеры, сбор данных, преобразование интерфейсов

E/TGI – узел сбора данных, преобразования интерфейса и индикации

  • Может использоваться с MTG (обслуживает несколько измерителей одновременно)
  • Отображает результаты измерений
  • Содержит набор искробезопасных барьеров
  • Опции взрывозащищенного и влагозащищенного исполнении, и исполнений по специальному заказу
  • Питание постоянным (24В) или переменным 110/220В напряжением, возможность поставки с солнечными батареями
  • Широкий набор протоколов связи
  • Физический интерфейсы: последовательный RS-485, Ethernet кабель, волоконная оптика, опция радио связи
  • Легкая интеграция в большую систему с сотнями резервуаров и удобство в применении на небольших нефтебазах или индивидуальных резервуарах

Области применения Системы измерительные количества жидкости в резервуарах MTG (мод. MTG S, MTG A)

  • автоматизированные системы измерения массы нефтепродуктов
  • нефтебазы и АЗС
  • предприятия по переработке товарной нефти;
  • пищевая и молочная промышленность;
  • химическая промышленность;

Примеры применения в резервуарах:

  • горизонтальные стальные резервуары;
  • вертикальные стальные резервуары;
  • подземные цилиндрически резервуары реактивного топлива в аэропортах;
  • заправочные станции (бензин, керосин, дизельное топливо);
  • автоцистерны и железнодорожные цистерны.

Метрологические характеристики системы

Наименование характеристикиЗначение характеристики
Диапазон измерений уровня продукта, мот 0,02 до 70
Диапазон измерений температуры, °Сот -50 до +100
Диапазон измерений плотности жидкости, кг/м3от 300 до 2000
Диапазон измерений уровня подтоварной воды, мот 0,02 до 8
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений массы продукта в резервуаре без учета погрешности градуировоч­ной таблицы на резервуар, при уровне не ниже минимального, указанного в методике измерений или эксплуатационной документации на систему, %±(0,05 ÷ 0,3)
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объема продукта в резервуаре без учета погрешности градуировоч­ной таблицы на резервуар при уровне продукта не менее 1 м, %±(0,05 ÷ 0,5)
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений уровня продукта, при расстоянии между сенсорными модулями Lm, мм:
Lm ≤ 2 м
Lm > 2 м
±3 (1)
согласно методики измерений
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры, °С±0,3
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений плотности жидкости, кг/м3±(1 ÷ 2,5) (2)
согласно методики измерений
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений плотности продукта, кг/м3±(1 ÷ 2,5) (2)
согласно методики измерений
Наименование характеристикиЗначение характеристики
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений уровня подтоварной воды, мм±(3-15) (1)
согласно методики измерений
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений величины процентного содержания массовой и объёмной доли воды в продукте в резервуаре, включая воду в свободном состоянии, в составе эмульсий и взвесей, %±(0,1 ÷ 1,0) (1)
согласно методики измерений
Примечание:
(1) — при погружении в продукт не менее 3 сенсорных модулей и в зависимости от соотношения плотности воды и продукта, гомогенности продукта в резервуаре и достигаемой точности измерения плотности в конкретной конфигурации системы и/или точности задания значения плотности воды, либо при погружении в продукт не менее 2 сенсорных модулей и введения в систему значений текущих плотностей продукта и воды;
(2) — при погружении в продукт не менее 2 сенсорных модулей и в зависимости от числа используемых модулей и расстояний между модулями.

 

Технические характеристики системы

Наименование характеристикиЗначение характеристики
Максимальное давление, МПа3
Максимальное количество сенсорных модулей в одном измерителе MTG, шт30
Напряжение питания измерителя MTG (постоянный ток), Вот 7 до 16
Температура окружающей среды, °Сот -55 до +80
Взрывозащишенность:
— измеритель MTG
— интерфейсные модули E/TGI-EX и ISB во взрывозащищенном ис­полнении
— интерфейсные модули E/TGI-WP в пылевлагозащищенном испол­нении
0ExiaIIBT4 X
1Exd[ia]IIBT4 X
[Exia]IIB
Масса, кг:
— секции измерителя MTG
— сенсорного модуля
от 3 до 20
от 1 до 3

 

Комплектность системы

НаименованиеОбозначениеКоличество
ИзмерительMTG1 шт для MTG A
Интерфейсный модульISBпо заказу только для MTG S
Интерфейсный модульE/TGIпо заказу только для MTG S
Программное обеспечениеWin TG1 шт. только для MTG S
Программное обеспечениеMTGR1 шт.
КомпьютерIBM или со­вместимый1 шт. только для MTG S
Методика поверкиМП 0765-7-20171 экз.

Получить информацию по наличию оборудования

Вашу заявку примет квалифицированный специалист, который рассчитает предварительную стоимость, проверит наличие, сообщит сроки поставки и ответит на все интересующие вопросы.

MTG предоставляет следующие функциональные возможности

Коммерческий учет жидких продуктов с высокой точностью

  • Измерения включают массу, объем, уровень, множественные и среднюю температуры, послойную и среднюю плотность, раздел сред, процентное содержание воды в продукте и другие параметры;
  • Измерения от дна резервуара;
  • Авто-калибровка;
  • Отсутствие подвижных узлов и деталей;
  • Диапазон температур окр. среды: -55…+80°C, процесса: -60…150°C;
  • Инсталляция без вывода резервуара из работы на единственный фланец.

Отвечает стандартам, API, ISO, OIML, UL, ATEX, IECEX и ГОСТ

Многочисленные параметры количества и качества от одного измерителя при единственном вводе в резервуар

  • Уровень;
  • Масса;
  • Объем;
  • Многоточечная и средняя температуры;
  • Послойные и средняя плотности;
  • Уровень раздела продукта и воды;
  • Процентное содержание воды в том числе в эмульсионных средах;
  • Давление в паровой фазе;
  • Температура в паровой фазе;
  • Возможность мониторинга несанкционированных движений продукта в резервуаре;
  • Защита окружающей среды, включая слежение за утечки и контроль за параметрами эмиссий;
  • Защита капитальных вложений и предотвращение разрушения крыши за счет мониторинга давления под крышей;
  • Оптимизация технологически процессов, включая такие, как сепарация воды, оптимизация применения демульгаторов, оптимизация времени отстоя, мониторинг давления подушки нейтрального газа, подготовка (смешивание) нефтей для заданной плотности, слежение за распределением температур и плотностей в обогреваемых резервуарах.

Расчет содержания воды как и других параметров производится непосредственно в трансмиттере (электронике прибора)

Имеет место прямая связь между измеренной плотностью и содержанием воды.

Упрощенный пример расчета в системе

100% водыПлотность равна 1.00 г/см3
75% воды(0.75)(1) + (0.25)(0.69) = 0.9250 г/см3
50% воды(0.5)(0.75) + (0.5)(0.69) = 0.8450 г/см3
25% воды(0.25)(1) + (0.75)(.69) = 0.7625 г/см3
0% водыВеличина плотности равна 0.69 г/см3

Плотность воды 1.00 г/см3
Плотность бензина 0.69 г/см3
Плотность измеряется как Di,i+1 = (P(i+1) – Pi)/(Hi+1 – Hi)/g

Открыть схему

Автоматическая самокалибровка

Газовый датчик используется как референсный для остальных сенсоров.

При снижении уровня во время работы резервуара жидкостные датчики оказываются в газовом пространстве.

Система определяет стабильную ситуацию и производит автоматическое обнуление сенсоров относительно газового датчика.

Процесс аналогичен автоматическому тарированию весов. При обнулении сенсоров автоматически нивелируется микро-изменения веса диафрагмы при образовании пленок и покрытий в продукте.

Электронные каналы измерения давления и температуры автоматически калибруются встроенными эталонными резисторами в непрерывном режиме.

При необходимости специальные программные средства (MTGR) позволяют провести начальную калибровку системы в интерактивном режиме для определения физического положения системы относительно ручных измерений с сохранением данных на диск.

MTG является системой с высоким уровнем автоматической диагностики

Система автоматически определяет неполадки и устанавливает флаги нештатной работы и возможных причин в диагностических регистрах.

Диагностические регистры могут быть прочитаны с каждым опросом измерителя центральной системой.

Измерения по сенсорам могут быть опрошены на уровне первичных величин (измеренных милливольтов) и вторичных величин (давления и температуры).

Предусмотрен режим автоматического или ручного перевода сенсоров в режим обслуживания без вывода системы в целом из строя.

Специальные и избыточные конфигурации для береговых резервуаров и плавучих систем нефтедобычи, хранения и выгрузки

Избыточные конфигурации позволяют получить дополнительные свойства:

Виртуальный Измеритель (A)

  • Два измерителя в одной сборке
  • До 24-х основных сенсорных модулей
  • Полная избыточность и независимые расчеты по каждому измерителю
  • Возможность совместных real time расчетов на внешнем компьютере

Два измерителя в одной сборке (Б)

  • Полный набор сенсоров в каждом измерителе
  • Независимая проводка
  • Высокая точность по каждому отдельному измерителю

Измеритель с дополнительной независимой системой для сигнализации (В)

  • 4-12 основных сенсорных модулей и 4-12 вторичных
  • Независимая конфигурация каждого измерителя для нужных функций.
  • Независимая кабельная разводка

Открыть схему