Автоматизация коммерческого узла учета нефти с применением массовых расходомеров Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

4. Экономическая эффективность внедрения ИТ-системы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.m2system.ru/t_analit.shtml.

5. www.r-keeper.org.

6. www.bibliofond.ru.

7. www.hh.ru.

8. Ситкин В.П., Химич Н.В., Рыбников К.В. Автоматизация ресторана и кассовая техника. - 2010.

АВТОМАТИЗАЦИЯ КОММЕРЧЕСКОГО УЗЛА УЧЕТА НЕФТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ МАССОВЫХ РАСХОДОМЕРОВ

© Замотай А.В.*

Ноябрьский колледж профессиональных и информационных технологий,

г. Ноябрьск

Повышение эффективности работы предприятия приобретают особую актуальность в условиях рыночной экономики. Надежность контроля и качества нефтепродуктов обязывает современное предприятие постоянно внедрять достижения научно-технического прогресса, т.к. от этого зависит качество продукции, ее объем и величина прибыли.

Погрешность учета нефти представляет собой неопределенность, которая может включать в себя любые виды потерь: прямые потери, приписки и т.д. Знак погрешности (положительный или отрицательный) не имеет никакого значения, т.к. положительная погрешность для одной стороны (например, поставщика) будет отрицательной для другой стороны (потребителя). В любом случае появляется возможность покрытия потерь или приобретения некоторого несуществующего количества продукта той или другой стороной. Довольно большие количества такой существующей только «на бумаге» нефти и нефтепродуктов циркулируют в документах и по ним производятся взаимные расчеты. С этой точки зрения погрешность измерения массы нефти или ее какая-то доля может быть приравнена к прямым потерям. Если повысить точность измерений, то разность между прежним и достигнутым значениями погрешности можно рассматривать как дополнительное количество нефти, сэкономленное и введенное в народнохозяйственный оборот.

Следуя этому, повышение точности измерения количества нефти является одной из главных задач при проектировании автоматизированной системы управления технологическим процессом.

В системе измерения количества нефти (СИКН) применяются массовые кориолисовые расходомеры. Такой узел учета, по сравнению с традиционным имеет ряд преимуществ. Кориолисовый расходомер измеряет и выдает

* Преподаватель кафедры Материалообработки и разработки полезных ископаемых.

информацию по мгновенному и суммарному массовому расходу, мгновенному и суммарному объемному расходу, плотности, температуре при рабочих условиях, а также диагностическую и служебную информацию. При традиционных средствах измерения точки измерения расхода и плотности разнесены и требуют приведения к одинаковым условиям измерения дополнительных датчиков давления и температуры. В качестве массовых расходомеров применяются приборы ROTAMASS компании Yokogawa Electric, либо CMF компании Micro Motion (Emerson Process Management), как наиболее оптимальные по соотношению цена / качества. В СИКН измеряются качественные параметры нефти (плотность, влагосодержание и т.д.) на потоке, производится автоматический отбор проб по объему, массе за партию или по времени, для проведения лабораторного анализа и заполнения паспорта качества сдаваемой продукции, кроме того, предусмотрен ручной отбор проб.

Система измерения количества и показателей качества нефти (СИКН) предназначена для определения физико-химических показателей (качества) и измерения количества нефти с погрешностью не более 0.25 % по массе брутто. Максимальная производительность узла 7,3 млн. тонн в год.

Узлы учета нефти (УУН) применяются в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности для ведения коммерческого и оперативного учета. УУН - это измерительный блок, предназначенный для определения объема, массы и других параметров нефти и нефтепродуктов, проходящих по трубопроводу и при дозированном наливе. Функционально УУН состоит из блока измерительных линий, блока контроля качества и вторичного оборудования. В блоке измерительных линий находятся непосредственно расходомеры, датчики давления и температуры и запорная арматура. В блоке контроля качества находятся плотномеры, датчики давления и температуры, а также другое оборудование показателей качества нефти (влагомеры, вискозиметры и т.д.). В качестве вторичного оборудования выступают преобразователи сигналов УУН (компьютеры расхода). Данные преобразователи сигналов УУН применяются для ведения учета, а также для контроля за состоянием технологического оборудования узлов учета нефти и управления процессом измерений.

При проведении учетно-расчетных операций применяют прямые и косвенные методы измерения массы продуктов [1].

Коммерческие узлы учёта нефти с применением турбинных расходомеров (косвенный объемно-массовый динамический метод) измеряли количество нефти с погрешностью по массе брутто не более 0,35 %. Эта погрешность складывалась из класса точности турбинных расходомеров, преобразователей давления и температуры, плотномеров.

Коммерческие узлы учёта нефти на которых установлены массовые счётчики расхода (прямой динамический метод) обеспечивают погрешность измерения нефти по массе брутто не более 0,25 %. Так как сигнал о расходе нефти поступает на компьютер в единицах массы, то погрешность системы складывается только из погрешности массомеров.

Выбор кориолисовых расходомеров для использования на узле учета нефти обусловлен следующими характеристиками данного оборудования:

- возможность прямого измерения массового расхода (в соответствии с ГОСТ 26976 Нефть и нефтепродукты. Методы измерения массы);

- невосприимчивость к изменениям рабочей среды (на оборудование не влияют изменения вязкости, плотности, профиля скоростей, а воздействия температуры и давления на порядок ниже, чем у объемных расходомеров);

- высокая точность (суммарная погрешность узла учета по массе брутто определяется только погрешностью массового расходомера);

- надежность (расходомер не имеет движущихся частей, попадание механических частиц и свободного газа не приводит к повреждению сенсора);

- минимальная стоимость дополнительного оборудования (нет необходимости в прямых участках, струевыпрямителях, блоках качества с плотномерами и вискозиметрами, датчиках температуры и т.д.);

- потребность в минимальном техническом обслуживании (в связи со стабильностью метрологических характеристик кориолисового расходомера нет необходимости во внеочередных поверках и периодическом монтаже-демонтаже для профилактического обслуживания).

Принцип действия приборов основан на применении кориолисова эффекта [2].

Составной частью кориолисовой системы измерения расхода является сенсор монтируемый непосредственно на трубопроводе.

Сенсор представляет собой две параллельные изогнутые трубки, через которые протекает измеряемый продукт. Расположенный в середине привод задает частоту колебания трубок. Колебания трубки подобны колебаниям камертона и имеют амплитуду не более 1 мм и частоту около 100 Гц.

Рис. 1. Действие сил при колебании датчика

В качестве средства измерений количества нефти для обеспечения максимальной производительности с заданным давление выбирается массовый кориолистов расходомер (массомер) фирмы Emerson в составе:

- датчик модели ELITE CMF-400-M-465-NB;

- преобразователь сигнала RF9739.

- Структура системы автоматизации строится по иерархическому принципу и состоит из трёх уровней:

- верхний уровень - автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора узла учёта нефти - со стопроцентным резервированием;

- средний уровень - система приема, обработки и передачи информации от контрольно-измерительных приборов и автоматики СИКН;

- нижний уровень - контрольно-измерительная аппаратура и средства управления запорно-регулирующей арматурой СИКН.

Предусматривается установка аппаратуры для передачи данных с узла учёта нефти СИКН в диспетчерскую службу принимающей стороны.

Экономическая эффективность от внедрения массовых расходомеров на узлах учета нефти, при её отгрузке по трубопроводам, достигается за счет уменьшения относительной погрешности измерения массы нефти [5].

По приведенным ранее расчетам погрешность измерения массы при применении косвенного динамического метода составила ±0,35 %, при применении прямого динамического метода ±0,25 %.

Для подсчета потерь предлагается взять 600000 т углеводородного сырья добытого за один месяц.

Таким образом, предполагаемые максимальные потери при сравнении косвенного и прямого динамических методов составят:

600000 X 0,35

Пкос =-—- ~ 2100 тонн

600000 X 0,25

Ппрям =-—- * 1500 тонн

Разница в предполагаемых потерях и определяет эффект в тоннах добытой нефти.

За месяц это составит:

Э = П - П = 2100-1500 = 600 тонн

мес кос прям

В год соответственно:

Эгоа = 600 X12 = 3600 тонн

При цене 13500 руб. за тонну нефти получаем денежный эквивалент предполагаемой экономии:

Ээф = 13500 x 3600 = 48600000 руб.

Учитывая что стоимость строительства узла учёта нефти составляет 26,458,200 руб., то окупаемость за счёт внедрения массовых расходомеров составляет:

26458200

Ток =-= 0,54 год

48600000

Внедрение массовых расходомеров имеет множество преимуществ. Одним из главных преимуществ является повышение класса точности СИКН. Из экономических расчётов видно, что срок окупаемости системы только за счёт внедрения массовых расходомеров составляет меньше года. Но в настоящее время мы наблюдаем, резкий рост цен на нефть, следовательно, сверхприбыль от модернизации будет с каждым годом возрастать.

Список литературы:

1. Сольницев Р.И. Автоматизация проектирования систем автоматического управления. - М.: Высшая школа, 1991.

2. Кузина И.В., Жданов В.С., Денисова Т.С., Ваганова М.Ю. Математическое обеспечение САПР элементов и систем автоматики: Текст лекций. -М.: МИЭМ, 1990.

3. Косарев В.П., Сурков Е.М., Бакова И.В. Технические средства АСУ -М.: Финансы и статистика, 1986.

4. Арменский Е.В., Иванько А.Ф., Фалк Г.Б. Влияние точности изготовления на чувствительность электромеханических устройств // Стандарты, измерительная техника. - 1980. - № 3.

5. Горфинкеля В.Я., Швандара В. А. Экономика предприятия. - М., 2000.

6. СНиП 4.06-91 сб. 11 «Приборы, средства автоматики и вычислительной техники».

7. Минаев П.А. Монтаж систем контроля и автоматики. - М., 1982.

8. СниП-6-91 сб. 8 «Электротехнические установки».

СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ АНАЛИЗА СТЕПЕНИ ИЗНОСА ПОВЕРХНОСТЕЙ

© Лукьянов А.А.*, Бобровский И.Н.*, Ежелев А.В.*

Тольяттинский государственный университет, г. Тольятти

Анализ износа поверхностей деталей является одной из основных задач современного производства. Своевременная замена изношенных

* Студент кафедры «Автоматизация технологических процессов и производств».

* Начальник лаборатории «Автомобильные технологии», кандидат технических наук.

" Аспирант кафедры «Оборудование и технологии машиностроительного производства».