Способ измерения массы нефтепродуктов в топливораздаточных установках с топливораздаточными колонками

007567 Изобретение относится к способам измерений количества нефтепродуктов при учетных операциях на складах и базах топлива и нефтепродуктов, пунктах экипировки, подвижном составе для обеспечения учета и эффективности использования энергоресурсов и предназначена для использования на предприятиях, работа которых связана с поступлением, хранением, отпуском и использованием нефтепродуктов. Известны различные способы измерения массы нефтепродуктов. На железнодорожном транспорте порядок и методы измерений количества нефтепродуктов при поступлении, хранении и отпуске на складах и базах топлива регламентируются Инструкцией о порядке измерений при учтных операциях с нефтепродуктами на предприятиях федерального железнодорожного транспорта, утвержднной руководством МПС и согласованной (Ростестом Москва) в 2000 г. При проведении учетных операций применяются прямые и косвенные способы измерения. При применении прямых способов измеряют массу нефтепродуктов с помощью весов, весовых дозаторов, счетчиков или преобразователей расхода с интеграторами. Косвенные способы подразделяют на объемно-массовый и гидростатический. При измерении количества нефтепродуктов выполняют такие операции как отбор проб, определение плотности, температуры, давления, уровня, объема, массы, массового и объемного расхода. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ измерения массы нефтепродуктов в топливораздаточных установках с топливораздаточными колонками, в котором производят измерение плотности, объема, температуры нефтепродукта с последующим вычислением его массы по формуле(см. Автоматизированная система измерения и учета нефтепродуктов Ольха-500. Руководство по эксплуатации, 2000 г.). Известные установки в большинстве случаев отпускают топливо по объему с погрешностью 0,25%. Измерение массы ведется с учетом измерения плотности при различных фактических температурах нефтепродукта в резервуаре. Различные климатические условия, время нахождения нефтепродукта в резервуаре, температура нефтепродукта при его сливе в резервуар влияют на изменение плотности в резервуаре, а также на правильность определения массы нефтепродукта. При хранении нефтепродукта масса его остается постоянной. При сливе и наливе уровень нефтепродукта понижается (повышается). Измерение объема производится с относительно высокой точностью, а диапазон температур, и соответственно,плотность нефтепродукта (средняя), измеряемая несколькими датчиками, дает на этих режимах существенную погрешность при расчете массы, которую определяют по формуле с учетом значений объема,температуры и плотности. Поэтому учет изменения массы нефтепродукта должен производиться с учетом изменения объема,как и в случаях хранения, а плотность нефтепродукта должна определяться на уровне слива (налива) по одному датчику плотности. Этот фактор особенно важен, когда производится инвентаризация топливного склада. Тогда погрешность между данными по приему нефтепродукта в резервуары, наличию его в резервуарном парке и отпуску его потребителям будет минимальной. Установка Ольха-500 отличается невысокой производительностью, малой надежностью и ремонтопригодностью, высокой ценой и потребностью в значительных закрытых помещениях. Техническая задача изобретения Повышение точности измерения массы нефтепродукта в процессах прима и отпуска нефтепродуктов из резервуара. Техническая задача достигается тем, что в способе измерения массы нефтепродуктов в топливораздаточных установках с топливораздаточными колонками, включающем измерение плотности, объема,температуры нефтепродукта с последующим вычислением его массы по формуле, плотность нефтепродукта измеряют при температуре магистрали посредством плотномера, установленного на выходе из раздаточного резервуара, затем осуществляют перерасчет измеренной плотности, определяя стандартное значение плотности при температуре t=20 С, одновременно в каждой топливораздаточной колонке посредством датчиков температуры производят измерение температуры отпуска нефтепродукта, по которой с учетом расчетных таблиц и стандартного значения плотности нефтепродукта при t=20C определяют плотность нефтепродукта при температуре непосредственно в каждой топливораздаточной колонке, объем измеряют объемным счетчиком, прошедшим селективный отбор и имеющим предел допускаемой основной относительной погрешности при изменении объема 0,08-0,15%, расчет массы нефтепродукта для каждой топливораздаточной колонки в зависимости от температуры осуществляют по формулеVнпф - объем нефтепродукта; кнфп(t) - плотность нефтепродукта в зависимости от температуры в каждой колонке. При проведении селективного отбора объемных счетчиков изготавливают партию объемных счетчиков, каждый из которых подвергают испытанию на погрешность, затем, учитывая общий диапазон погрешностей от 0,08-0,25%, выделяют группу объемных счетчиков с погрешностью 0,08-0,15%. Остальные счетчики сертифицируют с погрешностью до 0,25%.-1 007567 При длительном хранении нефтепродуктов в резервуаре (без налива и слива) масса нефтепродуктов определяется по обычной методике с использованием усредненных показателей по температуре и плотности. При поступлении нефтепродуктов в резервуар с периодичностью 2-3 суток, поступающее топливо может быть как с другой плотностью при 20 С, так и с другой температурой нефтепродукта при его сливе в резервуар. Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. На двух режимах: при наливе и сливе нефтепродуктов алгоритм расчета массы нефтепродуктов изменяется. Измерение уровня и объема нефтепродуктов ведется обычным способом. Измерение массы нефтепродукта проводится с использованием датчика температуры и датчика плотности,расположенных на уровне сливного и наливного трубопровода, а этот показатель может существенно отличаться от усредненных показателей, используемых, например, при расчете массы топлива при длительном хранении. Использование предложенного способа позволит перейти от усредненных показателей температуры,плотности и объема при наливе и сливе нефтепродуктов из/в резервуар к более точным показателям температуры, плотности и объема, а следовательно, и массы, что приведет к значительному снижению погрешности при расчетах расхода массы нефтепродукта. Определение массового расхода (массы нефтепродукта - топливо и дизельное масло) при снабжении топливом и дизельным маслом тепловозов топливораздаточными колонками осуществляют следующим образом. Тепловозы снабжаются дизельным топливом марок Л (летнее), З (зимнее) и А (арктическое - редко). Эти марки отличаются плотностью (при 20 С), температурой помутнения, застывания и другими характеристиками. Примеры определения массы отпущенного топлива с использованием топливораздаточных колонок и плотномера, находящегося в единой магистрали (трубопроводе) снабжения нескольких топливораздаточных колонок от одного вертикального резервуара: 1. Плотномер определяет плотность дизельного топлива или масла при фактической температуре в магистрали (трубопроводе) на выходе из топливораздаточного резервуара. 2. Данные по плотности и температуре передаются в ПЭВМ, управляющую процессом заправки. 3. Программное обеспечение с использованием таблиц зависимости плотности нефтепродукта от температуры осуществляет перерасчет измеренной плотности нефтепродукта (в магистрали) и определяет плотность нефтепродукта (дизельного топлива) при 20 С (стандартная температура). 4. Малоинерционный датчик температуры, расположенный в каждой топливораздаточной колонке,определяет температуру отпуска дизельного топлива в каждой колонке. 5. Объемный счетчик колонки фиксирует отпуск заданной дозы по объему. При этом объемный счетчик в каждой колонке сертифицирован на погрешность по объему до 0,15% в диапазоне 0,08-0,15 %. 6. Определение массы топлива, отпущенного топливораздаточной колонкой, определяется по формуле: М=Vк При расчете массы нефтепродукта при отпуске используют данные по размеру плотности нефтепродукта в зависимости от температуры в каждой колонке и объема, измеренного объемным счетчиком с допустимой погрешностью от 0,08 до 0,15% Отпуск может осуществляться как по массе, так и по объему. Пример. 1. Дизельное топливо летнее (Л). 1. Топливомер в топливной магистрали определил плотность =0,857 г/см 3 при температуре 16 С. 2. Программное обеспечение с использованием таблиц (ГОСТ 3900-85) с использованием аппроксимации находит плотность при стандартной температуре 20 С: 20C = 0,860 г/см 3 или 860 кг/м 3. 3. Датчик температуры в топливораздаточной колонке определяет температуру отпускаемого топлива tк=14 С. Тогда с помощью той же таблицы находим плотность дизельного топлива, отпускаемого из колонки: 14C = 0,8561 г/см 3 или 856,1 кг/м 3. Счетчик колонки определяет объем выданного топлива V(M3). Пусть V=3,5 м 3. 4. Определяем массу отпущенного топлива. М= V14C = 3,58561 = 2996 кг топлива. Заказ дозы отпуска может осуществляться и по массе. Тогда после определения плотности отпускаемого топлива и заданной массы производится расчет объема топлива для данных условий: Пример 2. Дизельное топливо зимнее (З). 1. Измеренная температура и плотность дизельного топлива в топливной магистрали:tм = 12 С,= 0,8346 г /см 3 = 834,6 кг /м 3. 2. Плотность при стандартной температуре 20 С: tст=20 С, =0,8400 г/см 3. 3. Температура топлива, отпускаемого из колонки tк=8 С. Плотность определяется программно по таблице:-2 007567 8C = 0,8319 г/см 3 = 831,9 кг/см 3. 4. Заданная доза в массе 4000 кг. 5. Тогда отпуск по объему:V = M/8C =4000/831,9 = 4,808 м 3. Пример 3. Дизельное масло (М 14 В 2, М 14 Г 2 ЦС). Измеренная температура и плотность дизельного масла (с подогревом) tм=35 С:S35 С = 0,9195 г/см 3 = 919,5 кг/м 3. Плотность при стандартной температуре 20 С:S20C = 0,9100 г/см 3 = 910 кг/м 3. Температура дизельного масла при отпуске из маслораздаточной колонки (по датчику температуры) tк=25 С. Плотность определяется программным способом (ГОСТ 3900-85): 25C = 0,9132 г/см 3 = 913,2 кг/м 3. Если заказана определенная масса, то программно определяется необходимый объем отпуска:V = M/S25C. Пусть отпуск масла в массе равен 100 кг. ТогдаV= 100/913,2 = 0,1095 м 3 = 109,5 л. Таким образом, предлагаемый способ измерения массы нефтепродукта ведется с учетом измерения плотности на выходе из основного топливораздаточного резервуара при различных фактических температурах нефтепродукта в магистрали. Различные климатические условия, время нахождения в резервуаре, температура нефтепродукта при его сливе в резервуар и из него влияют на изменение плотности в резервуаре и топливораздаточных колонках, а также на правильность определения массы нефтепродукта. Предлагаемый способ позволяет исключить в процессе измерения некоторые неблагоприятные факторы (неправильность замера плотности, объема), учитывает при измерении изменение температуры нефтепродукта, что является очень существенным фактором при расчете массы. Измерение объема производится с достаточно высокой точностью. Использование предлагаемого способа на практике позволит более точно производить расчет как массы,так и объема нефтепродукта в процессе отпуска нефтепродуктов при снабжении тепловозов. Использование предлагаемого способа предполагает уменьшение количества датчиков измерения плотности (плотномеров) в топливораздаточных установках, например, по сравнению с установкой Ольха-500, в которой установлено по одному датчику на каждый вид топлива и на каждой колонке, что способствует сокращению стоимости топливораздаточных установок. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ измерения массы нефтепродуктов в топливораздаточных установках с топливораздаточными колонками, включающий измерение плотности, объема, температуры нефтепродукта с последующим вычислением его массы по формуле, отличающийся тем, что в нем плотность нефтепродукта измеряют при температуре магистрали посредством плотномера, установленного на выходе из раздаточного резервуара, затем осуществляют перерасчет измеренной плотности, определяя стандартное значение плотности при температуре t=20 С, одновременно в каждой топливораздаточной колонке посредством датчиков температуры производят измерение температуры отпуска нефтепродукта, по которой с учетом расчетных таблиц и стандартного значения плотности нефтепродукта при t=20C определяют плотность нефтепродукта при температуре непосредственно в каждой топливораздаточной колонке, при этом объем измеряют объемным счетчиком, прошедшим селективный отбор и имеющим предел допускаемой основной относительной погрешности при изменении объема 0,08-0,15%, расчет массы нефтепродукта для каждой топливораздаточной колонки в зависимости от температуры осуществляют по формулеVнфп - объем нефтепродукта; кнфп(t) - плотность нефтепродукта в зависимости от температуры в каждой колонке. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в нем при проведении селективного отбора объемных счетчиков изготавливают партию объемных счетчиков, каждый из которых подвергают испытанию на погрешность, затем, учитывая общий диапазон погрешностей от 0,08-0,25%, выделяют группу объемных счетчиков с погрешностью 0,08-0,15%.