CC BY
2
УДК 303.22
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПО ДИАПАЗОНУ И ПОГРЕШНОСТИ
Н. Р. Кашапова Научный руководитель - Е. А. Жирнова
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: nailyak99@gmail.com
Проанализированы нормативно-технические требования к измерению массы нефтепродуктов. Проведен сравнительный анализ методов измерения, применяемых, в том числе, в аэрокосмической отрасли, по диапазону и погрешности.
Ключевые слова: измерение, нефтепродукты, обеспечение единства измерений, масса нефтепродуктов, диапазон, погрешность.
ANALYSIS OF METHODS FOR MEASURING THE MASS OF PETROLEUM PRODUCTS BY RANGE AND ERROR
N.R. Kashapova Scientific supervisor - E. A. Zhirnova
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: nailyak99@gmail.com
The regulatory and technical requirements for measuring the mass of oil products are analyzed. A comparative analysis of measurement methods used, including in the aerospace industry, was carried out in terms of range and error.
Keywords: measurement, petroleum products, ensuring the uniformity of measurements, mass of petroleum products, range, error.
Несмотря на активное развитие альтернативной энергетики, нефть и продукты ее переработки продолжают оставаться основным мировым энергоносителем. Нефтепродукты (далее - НП) - это достаточно большая группа материалов, готовый продукт, полученный при переработке нефти, газоконденсатного, углеводородного и химического сырья [1]. К НП относятся различные виды топлива, такие как бензин, керосин, дизельное топливо, а также масла, технологические консистентные смазки, твердые продукты, такие как битум и парафин. Область применения НП очень широка, начиная от автотранспорта и заканчивая их использованием в ракетно-космической технике. НП относится к группе химического ракетного топлива. Поскольку стоимость НП высока, то к точности измерения массы предъявляются повышенные требования.
Методики (методы) измерений массы нефти и нефтепродуктов, а также обязательные метрологические требования к ним установлены в ГОСТ 8.587-2019 «Государственная система обеспечения единства измерений. Масса нефти и нефтепродуктов. Методики (методы) измерений» [2], а также Постановлением Правительства РФ от 16 ноября 2020 г. № 1847 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 2
регулирования обеспечения единства измерений» [3]. В пункте 6.3 данного постановления установлены методы измерения массы и объема НП при хранении, передаче на транспортировку, приеме по итогам транспортировки и реализации, за исключением тех операций, что проводятся в целях контроля технологических процессов.
Целью работы является сравнительный анализ метрологических характеристик методов измерения массы нефти в частности по диапазону и погрешности.
Методики измерений массы нефти и НП основываются на следующих методах измерений:
- косвенный метод динамических измерений (основан на результатах измерений плотности и объема нефти/НП в трубопроводах);
- прямой метод динамических измерений (основан на прямом измерении массы нефти/НП с применением средств измерений (далее - СИ) массового расхода в трубопроводах);
- прямой метод статических измерений (основан на прямых измерениях массы нефти/НП с применением СИ массы);
- косвенный метод статических измерений (основан на результатах измерений плотности и объема нефти/НП в резервуарах, резервуарах (танках) речных или морских наливных судов, цистернах);
- косвенный метод, основанный на гидростатическом принципе (основан на результатах измерений гидростатического давления и уровня нефти/НП в резервуарах) [2].
Метрологические характеристики вышеперечисленных методов измерений приведены в таблице 1.
Таблица 1
Измерения массы (объема) НП при хранении, передаче на транспортировку, приеме по итогам _транспортировки и реализации_
Наименование метода измерения Обязательные метрологические требования к измерениям
Диапазон измерений Пределы допускаемой погрешности измерений
Прямой и косвенный метод динамических измерений Без ограничений ±0,25%
Прямой метод статических измерений взвешиванием на весах расцепленных вагонов-цистерн и автомобильных цистерн Без ограничений ±0,4%
Прямой метод статических измерений взвешиванием на весах: Движущихся нерасцепленных вагонов-цистерн и составов из них: Для составов общей массой до 1000 тонн Без ограничений ±1%
Для составов общей массой 1000 тонн и более Без ограничений ±2,5%
Остановленных нерасцепленных вагонов-цистерн и составов из них Без ограничений ±1%
Прямой метод динамических измерений объема или массы при реализации на автозаправочных станциях через: Колонки топливораздаточные Без ограничений ±0,5% (до 01.01.2024) ±0,25% (с 01.01.2024)
Колонки маслораздаточные Без ограничений ±0,5% (до 01.01.2024) ±0,25% (с 01.01.2024)
Косвенный метод статических измерений и косвенный метод измерений, основанный на гидростатическом принципе От 200 т ±0,5%
До 200 т ±0,65%
Прямой метод статических измерений взвешиванием на весах нерасцепленных вагонов-цистерн с остановкой Без ограничений ±1%
Прямые методы измерений массы основаны на использовании сложных и сравнительно дорогостоящих СИ, поэтому использование этих методов характерно для очень крупных предприятий, таких как нефтеперегонные заводы или большие нефтебазы. Большое распространение получило взвешивание на весах при наливе железнодорожных или автомобильных цистерн, то есть статическим методом. Динамический же метод заключается
в применении массовых расходомеров при сливе или наливе НП.
Точность прямых методов в основном определяется погрешностью измерений используемого СИ, то есть весов или расходомера массы. При этом для статического метода измерений пределы нормативной погрешности выше, чем для динамического метода. Это связано с тем, что при статических измерениях выполняются два взвешивания.
Средних и небольших предприятий намного больше в настоящее время, и на большинстве из них используются косвенные способы определения массы НП. Основными из этих методов являются: динамический, при котором определение массы происходит с использованием расходомеров (счетчиков) объема, и статический с использованием калибровочных или градуировочных таблиц, по которым определяется объем.
Расчет массы при этом обычно связан с очень большим объемом вычислений, а также с поиском необходимой информации по специальным таблицам, например, по калибровочным таблицам для цистерн, по градуировочным таблицам для резервуаров, по таблицам поправочных коэффициентов для приведения плотности и объема к стандартным условиям и т.д. Так что на многих предприятиях косвенные методы измерений массы НП настолько сложны, что практически исключают возможность применения ручных расчетов массы. По крайней мере, намного рациональнее использование программного обеспечения и различных систем сбора и обработки информации, так как использование автоматизированных систем значительно упрощает учет нефтепродуктов и позволяет реализовать довольно сложные методы выполнения измерений массы НП.
Точность косвенных методов определения массы в основном зависит от используемых на предприятии методик выполнения измерений, а значит, от целого ряда факторов: погрешности проводимых измерений (измерения плотности, температуры, уровня и других), погрешности используемых СИ, от точности составления калибровочной или же градуировочной таблицы, от количества проведенных измерений и тд.
Самыми точными на данный момент являются прямой и косвенный методы динамических измерений, а наименее точным - прямой метод статических измерений взвешиванием на весах, рассчитанный на массы более 1000 тонн. Выбор метода измерения массы НП зависит от метрологических требований к методике, имеющихся и применяемых СИ, условий измерений, помещения, квалификации персонала и т.д. Например, для среднего предприятия, имеющего в наличии: саму АЦ, как меру полной вместимости; автоматические системы налива (АСН) НП в качестве СИ объема и массы НП; линейки, как СИ уровня перелива (недолива) НП; различные термометры (ртутные, переносные в составе электронной рулетки, погружные электронные) в качестве СИ температуры НП; ареометры, плотномеры, пробоотборники, как СИ физико-химических свойств НП - наиболее экономичным, удобным и подходящим методом будет прямой метод динамических измерений, либо косвенный метод статических измерений (в случае отказа АСН).
Библиографические ссылки
1. ГОСТ 26098-84. Нефтепродукты. Термины и определения. М. : Стандартинформ, 2010. 12 с.
2. ГОСТ 8.587-2019. Государственная система обеспечения единства измерений. Масса нефти и нефтепродуктов. Методики (методы) измерений. М. : Стандартинформ, 2019. 51 с.
3. Постановление Правительства РФ от 16.11.2020 г. № 1847. Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений. М. : Собрание законодательства Российской Федерации, N 48, 2020. 66с.
© Кашапова Н.Р., Жирнова Е.А., 2022
