Система измерительная количества нефтепродуктов в резервуарном парке «АГАТ»

Система измерительно – вычислительная «АГАТ» предназначена для измерения уровня, температуры, гидростатического давления, и последующего вычисления плотности, объёма и массы жидкостей, в том числе взрывоопасных, находящихся в резервуарах, в том числе работающих под избыточным давлением, при учётно – расчётных и технологических операциях, для сигнализации наличия подтоварной воды, а также индикации текущих значений указанных параметров и управления вторичным технологическим оборудованием.

 

Система обеспечивает возможность осуществления дистанционного контроля и мониторинга состояния измеряемой среды по локальным сетям и через интернет с удаленного головного устройства.

 

Область применения системы

Взрывоопасные зоны помещений и наружных установок всех классов, в которых могут образовываться взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом подгрупп IIА, IIВ и с температурными классами Т1, Т2, Т3, Т4 по ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011, согласноЕх- маркировки, ГОСТ Р МЭК 60079-11-2010, ГОСТ 31610.28-2012/IEC 60079-28:2006гл. 7.3 ПУЭ и другим нормативным документам, регламентирующим применение электрооборудования, расположенного во взрывоопасной зоне и связанного искробезопасными внешними цепями с электротехническими устройствами, установленными вне взрывоопасной зоны согласно маркировки взрывозащишенных составных частей, в том числе на автозаправочных станциях(АЗС), автомобильных газозаправочных станциях (АГЗС), нефтебазах, объектах химической и пищевой промышленности.

Система относится к изделиям ГСП.

 

Система выполнена в виде блочно – узловой конструкции, состоит из следующих основных узлов:

  • узла датчиков (далее УД), устанавливаемого на резервуаре
  • блока индикаторно – вычислительного устройства (далее - ИВУ), выполненного на базе персонального компьютера (далее - ПК), оснащенного преобразователем сигналов интерфейса RS485 в USB с барьером искрозащиты (далее - ПИ), устанавливаемого в диспетчерском помещении (например, АЗС)
  • искробезопасного блока питания (далее - БПИ) для питания УД
  • барьера искрозащиты проводной линии связи УД – ИВУ, работающей по цифровому интерфейсу RS485 ModbusRTU, также устанавливаемого в диспетчерском помещении
  • блока звуковой сигнализации (далее - БЗС) для подачи сигнала тревоги, устанавливаемым на внешней стене диспетчерского помещения.

Блоки ИВУ и БПИ должны устанавливаться в отапливаемом помещении. При использовании термошкафа блоки ИВУ и БПИ могут устанавливаться в неотапливаемом помещении или вне помещения.

 

По устойчивости к климатическим воздействиям узлы системы соответствуют:

1. УД и линия связи соответствуют исполнению У*, категории размещения 2 по ГОСТ 15150, но для работы при температурах от -30°С до +50°С; степень защиты от воздействия пыли и воды должна соответствовать IP67 по ГОСТ 14254; по устойчивости, прочности, к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха УД должны соответствовать группе С4 по ГОСТ Р 52931.

2. ИВУ и БПИ должны соответствовать исполнению УХЛ*, категории размещения 3.1 по ГОСТ 15150, но для работы при температурах от +10°С до +35°С; степень защиты от воздействия пыли и воды должна соответствовать IP40 по ГОСТ 14254; по устойчивости, прочности, к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха ИВУ должны соответствовать группе В4 по ГОСТ Р 52931.

Система относится к восстанавливаемым, ремонтируемым, многофункциональным изделиям.

 

Заказ системы

При заказе системы должно быть указано:

  • условное обозначение системы
  • вариант исполнения системы
  • обозначение технических условий.

Пример записи обозначения системы при заказе:

Система измерительная “АГАТ” 4И2.834.006-0Х-ХХ ТУ 4222-186-00225621-2014, где 0Х-ХХ - варианты исполнения системы.

 

Принцип действия, основные параметры и размеры

Конструктивно измерительная система «АГАТ» выполнена в виде блочно – узловой конструкции, состоящей из блока индикаторно – вычислительного устройства (далее - ИВУ), устанавливаемого в диспетчерском помещении объекта и датчиков измерения гидростатического давления и температуры, (перепада давления, избыточного давления и температуры – в зависимости от варианта исполнения), уровня нефтепродуктов и уровня подтоварной воды, объединенных в один узел датчиков (далее - УД), установленного на резервуаре. Количество УД, одновременно подключенных к ИВУ, варьируется в зависимости от технологических особенностей объекта (от 1 до 10).


Условная схема состава и функционирования системы «АГАТ»

 

Линия связи между УД и ИВУ 4-х проводная и работает по цифровому интерфейсу RS485 с протоколом обмена ModbusRTU. По этой же линии поступает напряжение питания для УД.

Линия связи - питания обладает помехоустойчивостью и защитой от статических электрических разрядов высокой энергии (грозозащитой) для работы в условиях наличия электромагнитных помех по ГОСТ Р 51522, ГОСТ Р 51318.22.

Линия связи – питания обеспечивает работу системы при удалении УД отИВУ до 1000 метров.

Напряжение питания УД от БПИ: 12 (±0,24) вольт постоянного тока, БПИ во взрывозащищенном исполнении с взрывозащитой вида [Exia] IIВ».

Система должна соответствовать требованиям, предъявляемым к особо взрывобезопасному электрооборудованию подгруппы IIВ. Взрывозащищенность обеспечивается видами взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь уровня "iа" по ГОСТ Р МЭК 60079-11-2010, защита оборудования и передающих систем, использующих оптическое излучение по ГОСТ31610.28-2012/IEC 60079-28:2006, а также выполнением их конструкции в соответствии с требованиями ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011.

УД представляет собой конструкцию, состоящую из трех основных частей – штангу с чувствительными элементами, погруженную в резервуар, с фланцевым креплением к соответствующему технологическому отверстию резервуара, позволяющим свободное движение штанги вдоль вертикальной оси для исключения механических напряжений в случаях деформации, усадки и т.д.), а так же для расположения штанги на нижней образующей горизонтального резервуара (отсутствия повисания), размещенный на штанге пустотелый дисковый поплавок с центральным отверстием и внешней отражающей поверхностью, и блок первичного преобразования сигналов от датчиков, установленный на внешней стороне фланца.

УД в варианте исполнения 01 (см. таблицу 1) для измерения уровня жидкостей состоит из датчика гидростатического давления и температуры (далее - ДГДТ), измерителя уровня (далее – ДИУ) и сигнализатора наличия подтоварной воды в резервуаре (далее – ДСВ).

УД в варианте исполнения 02 (см. таблицу 1) для измерения уровня сжиженного нефтяного газа и других видов жидкостей в резервуарах с внутренним избыточным давлением состоит из датчика перепада давления (далее - ДПД), установленного вне резервуара и подключенного к внутренней полости резервуара при помощи импульсных трубок, датчика избыточного давления и температуры (далее - ДИДТ), и ДСВ.

ДГДТ представляет собой тензопреобразователь, размещенный на конце штанги, погружаемой в резервуар. Давление столба жидкости воздействует на измерительную мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб, в результате которого получается электрический сигнал с линейно – возрастающей характеристикой от приложенного давления. Для компенсации избыточного или вакуумметрического давления, возникающего в резервуаре при изменении температуры, заполнении или откачки жидкости, полость, расположенная за мембраной тензопреобразователя, должна быть связана отдельным каналом, расположенным внутри штанги, с внутренней полостью резервуара над максимально возможным уровнем жидкости (давление паров жидкости). Приведенная погрешность ДГДТ ± 0,1%. Также в мембранную полость тензопреобразователя интегрирован датчик температуры с разрешающей способностью ±0,1°С. Выходной сигнал ДГДТ цифровой, по интерфейсу RS485 ModbusRTU.

Режим работы ДГДТ – непрерывный, его сигнал является базовым для работы ИВУ в режиме мониторинга состояния резервуара, все изменения регистрируются и используются для управления ДИУ.

ДИДТ представляет собой тензопреобразователь, размещенный в верхней части штанги, погружаемой в резервуар. Также в мембранную полость тензопреобразователя интегрирован датчик температуры с разрешающей способностью ±0,1°С. Избыточное давление паровой фазы СУГ воздействует на измерительную мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб, в результате которого получается электрический сигнал с линейно – возрастающей характеристикой от приложенного давления. Для измерения уровня жидкой фазы СУГ при наличии избыточного давления паровой фазы СУГ, имеющегося в резервуаре и изменяющегося при изменении температуры, заполнении или откачки жидкой фазы СУГ, использован внешний ДПД, плюсовая измерительная полость которого должна быть связана с через импульсную трубку с дном резервуара. Отрицательная измерительная полость ДПД должна быть связана импульсной трубкой с присоединительным фланцем УД к резервуару. Приведенная погрешность ДИДТ и ДПД ± 0,1%. Выходной сигнал ДИДТ и ДПД цифровой, по интерфейсу RS485 ModbusRTU.

Режим работы ДИДТ и ДПД – непрерывный, их сигналы являются базовыми для работы ИВУ в режиме мониторинга состояния резервуара, все изменения регистрируются и используются для управления ДИУ.

Примечание: В качестве ДПД используется преобразователь давления измерительный Сапфир-22МП-ВН-ДД-Ех модель 2430 или 2440 ТУ4212-177-0022561-2008, в качестве ДИДТ используется преобразователь давления измерительныйСапфир-22МП-ВН-ДИ-Ех модель 2151 ТУ4212-177-0022561-2008.

ДИУ представляет собой лазерный дальномер, измеряющий линейную высоту уровня жидкости в резервуаре. В качестве отражающей поверхности для работы ДИУ применен пустотелый дисковый поплавок с центральным отверстием и внешней отражающей поверхностью, расположенный на штанге УД. Непосредственно отражающая поверхность поплавка выполнена из материала, не смачиваемого нефтепродуктами, и имеет необходимый коэффициент отражения. Точность измерения ± 1мм. ДИУ расположен на внешней стороне фланца присоединения УД к резервуару в герметичном корпусе. Для сохранения герметичности резервуара луч лазера проходит в резервуар через оптический разделитель сред, представляющий собой металлический тубус с герметично встроенным стеклом, вваренным в корпус УД. Выходной сигнал ДИУ цифровой, по интерфейсу RS485 ModbusRTU. Режим работы ДИУ – повторно – кратковременный, сигнал на его включение вырабатывается по команде от ИВУ, при активации канала измерения.

Датчик наличия подтоварной воды в резервуаре (далее - ДСВ) работает на методе измерения электрической проводимости среды, в которую он погружен. Электрическая проводимость нефтепродуктов значительно ниже электрической проводимости воды. ДСВ непрерывно измеряет проводимость между корпусом штанги УД и встроенным в ее конец изолированными электродами, расположенными на уровне 20 мм, 50мм, 80мм от нижней образующей резервуара, для возможности отслеживания динамики изменения количества воды в резервуаре. Соответственно, уровень регистрации наличия воды в резервуаре трехступенчатый, который обрабатывается ИВУ для формирования соответствующего сообщения. Выходной сигнал указанного датчика также цифровой, по интерфейсу RS485 ModbusRTU. ДСВ расположен на внешней стороне фланца присоединения УД к резервуару в общем с ДИУ герметичном корпусе.

Режим работы датчика – непрерывный.

ИВУ выполнено на базе персонального компьютера (ноутбука, планшета), дополненного модулем преобразования входных сигналов RS485– порт USB, оснащенного барьером искрозащиты с взрывозащитой вида [Exia] IIВ. Программное обеспечение универсальное, работающее в среде операционных систем WINDOWSXP, WINDOWSVISTA, WINDOWS 7 и допускает установку на любой тип ПК, работающим с указанными операционными системами. ИВУ многоканальное, максимальное количество каналов – 10, в соответствии с максимальным количеством подключенных УД.ИВУ имеет внешний «выход» для подключения светозвуковой сигнализации при достижении максимального уровня наполнения резервуара.

 

Программное обеспечение (далее - ПО) предназначено для обработки измеренной информации по уровню, давлению, температуре и вычислению плотности НП и количества нефтепродуктов в единицах объема и массы в резервуарном парке АЗС.

Программное обеспечение аттестовано в установленном порядке в аккредитованных организациях на территории РФ.

Программное обеспечение выполняет следующие функции:

  • обработку, вычисление и индикацию уровня, массы, объема, плотности и температуры нефтепродукта независимо по каждому каналу измерения, по сигналам подключенных УД, расположенных в соответствующих резервуарах с учетом их градуировочных таблиц, а также выводить сообщение о наличии воды в резервуаре, уровень которой превысил 20 (±2) мм, 50(±2) мм, 80(±2) мм
  • погрешность по вычислению количества НП в единицах объема и массы для программного компонента соответствует требованиям ГОСТ Р8.595 и составляет: ±0,25% - пределы суммарной погрешности по вычислению объема НП; ±0,35% - пределы суммарной погрешности по вычислению массы НП
  • пределы погрешности определения фактической плотности нефтепродукта и приведенной плотности (к плюс 15ºС или плюс 20ºС, в зависимости от времени года) по результатам измерения фактической плотности и температуры, и нормализованной характеристики изменения плотности от температуры для каждого вида НП в отдельности, заложенной в ПО, в резервуаре с погрешностью измерения плотности +/- 0,5 кг/м³ (примечание: Пределы погрешности обеспечиваются при отсутствии приёма/отпуска жидкости и колебаний её поверхности)
  • выдачу сообщений о наличии утечек в резервуаре при непрерывном падении гидростатического давления при отсутствии отбора НП. Скорость падения гидростатического давления, при превышении которой выводится сообщение, должна вводиться оператором АЗС для каждого резервуара отдельно, в соответствии с его объемом
  • выдачу сообщений о достижении минимального критического уровня (с возможностью ввода значения в мм) для исключения подсоса воздуха в магистраль подачи НП с формированием сигнала тревоги на экране ИВУ, а также максимального заданного уровня жидкости в резервуаре, для исключения возможности перелива и подачи звукового сигнала на рабочем месте оператора и площадке слива (для водителя, с целью быстрого закрытия задвижки)
  • выдачу сообщений о выходе значения плотности нефтепродукта за рамки заданного значения допуска
  • накопление информации об изменении вышеуказанных параметров в архиве для каждого канала измерения с заданной периодичностью в автоматическом режиме
  • выдачу информации о состоянии любого резервуара в любой момент времени по запросу оператора АЗС, а также по он - лайн запросу по локальной сети или через интернет – доступ при инспекционном опросе АЗС
  • программное обеспечение защищено паролем для защиты от несанкционированного доступа, запрос пароля производится автоматически при любой попытке получения информации
  • программное обеспечение имеет дополнительную защиту в виде пароля для допуска в окно конфигурирования параметров системы с целью защиты от непреднамеренного или преднамеренного вмешательства в работу системы
  • ввод начальных параметров измерения датчиков осуществляется вручную, ввод градуировочных таблиц резервуаров может осуществляться как вручную, так и автоматически с электронного носителя, в формате “MSEXCEL”
  • при ручном вводе градуировочных таблиц соответствующее диалоговое окно выполнено в виде таблицы, значения которой заполняются пользователем с учетом интервала приращения уровня и необходимых значений поправок
  • ИВУ измерительной системы «АГАТ» осуществляет непрерывную самодиагностику подключенного УД и выдает соответствующее сообщение при возникновении неисправности датчиков или линии связи.

 

Наименование системы, модель, обозначение по конструкторскому документу и верхние пределы измерений указаны в таблице 1.

Таблица 1

АГАТ

Наименование системы Модель Обозначение по конструкторскому документу Верхний предел измерений
Уровня взлива, мм Гидростатического давления, мм.вод.ст.
АГАТ 1101 4И2.834.006-00 1000 630
1102 4И2.834.006-01 1000 1000
1103 4И2.834.006-02 1000 1600
1104 4И2.834.006-03 1600 1000
1105 4И2.834.006-04 1600 1600
1106 4И2.834.006-05 1600 2500
1107 4И2.834.006-06 2500 1600
1108 4И2.834.006-07 2500 2500
1109 4И2.834.006-08 2500 4000
1110 4И2.834.006-09 4000 2500
1111 4И2.834.006-10 4000 4000
1112 4И2.834.006-11 4000 6300
1113 4И2.834.006-12 6300 4000
1114 4И2.834.006-13 6300 6300
1115 4И2.834.006-14 6300 10000
1116 4И2.834.006-15 10000 6300
1117 4И2.834.006-16 10000 10000
1118 4И2.834.006-17 10000 16000
1119 4И2.834.006-18 16000 10000
1120 4И2.834.006-19 16000 16000
1121 4И2.834.006-20 16000 25000
1122 4И2.834.006-21 25000 16000
1123 4И2.834.006-22 25000 25000
1124 4И2.834.006-23 25000 40000
1125 4И2.834.006-24 40000 25000
1126 4И2.834.006-25 40000 40000
1127 4И2.834.006-26 40000 63000

 

АГАТ-Г

Наименование системы Модель Обозначение по конструкторскому документу Верхний предел измерений Рабочее избыточное давление,
Уровня взлива, мм Гидростатического давления, мм.вод.ст. МПа (кгс/см²)
АГАТ - Г 1201 4И2.834.006-27 1000 630 2,5(25); 4,0(40)
1202 4И2.834.006-28 1000 1000 2,5(25); 4,0(40)
1203 4И2.834.006-29 1000 1600 2,5(25); 4,0(40)
1204 4И2.834.006-30 1600 1000 2,5(25); 4,0(40)
1205 4И2.834.006-31 1600 1600 2,5(25); 4,0(40)
1206 4И2.834.006-32 1600 2500 2,5(25); 4,0(40)
1207 4И2.834.006-33 2500 1600 2,5(25); 4,0(40)
1208 4И2.834.006-34 2500 2500 2,5(25); 4,0(40)
1209 4И2.834.006-35 2500 4000 2,5(25); 4,0(40)
1210 4И2.834.006-36 4000 2500 2,5(25); 4,0(40)
1211 4И2.834.006-37 4000 4000 2,5(25); 4,0(40)
1212 4И2.834.006-38 4000 6300 2,5(25); 4,0(40)
1213 4И2.834.006-39 6300 4000 2,5(25); 4,0(40)
1214 4И2.834.006-40 6300 6300 2,5(25); 4,0(40)
1215 4И2.834.006-41 6300 10000 2,5(25); 4,0(40)
1216 4И2.834.006-42 10000 6300 2,5(25); 4,0(40)
1217 4И2.834.006-43 10000 10000 2,5(25); 4,0(40)
1218 4И2.834.006-44 10000 16000 2,5(25); 4,0(40)
1219 4И2.834.006-45 16000 10000 2,5(25); 4,0(40)
1220 4И2.834.006-46 16000 16000 2,5(25); 4,0(40)
1121 4И2.834.006-47 16000 25000 2,5(25); 4,0(40)
1222 4И2.834.006-48 25000 16000 2,5(25); 4,0(40)
1223 4И2.834.006-49 25000 25000 2,5(25); 4,0(40)
1224 4И2.834.006-50 25000 40000 2,5(25); 4,0(40)
1225 4И2.834.006-51 40000 25000 2,5(25); 4,0(40)
1226 4И2.834.006-52 40000 40000 2,5(25); 4,0(40)
1227 4И2.834.006-53 40000 63000 2,5(25); 4,0(40)

 


Возможно, Вам будет интересна следующая информация: