CC BY
80
УДК 528.
Г.В. Шувалов, Е. В. Милехина СГГ А, Новосибирск
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БАРБОТАЖНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ НЕФТЕПРОДУКТОВ
Плотность нефтепродукта является одним из наиболее важных показателей, характеризующих не только их физико-химические свойства, но и обеспечивающие учет массы нефтепродукта в расчетах при коммерческих операциях. В этой связи к точности определения этого показателя предъявляются достаточно высокие требования. Например, определение плотности бензина и дизельного топлива согласно ГОСТ производится с погрешностью не более 0,06%[1]. В настоящее время для определения плотности нефтепродукта наиболее часто используются стеклянные ареометры для нефти, так называемые нефтеденсиметры типа АН-1. Однако, указанные нефтеденсиметры имеют целый ряд недостатков, среди которых основными являются влияние на точность измерения субъективных ошибок оператора, при отсчете положения нефтеденсиметра по мениску жидкости и чистота поверхности нефтеденсиметра [2].
Одним из решений проблемы измерения плотности жидкости является применение барботажного метода. В настоящее время барботажный метод с успехом используется для измерения расхода, плотности и уровня жидкости. Измерительные системы таких приборов, как правило, являются пневматическими, так как в них в качестве информационного параметра используется давление газа в барботажной трубке. Однако, при повышенных требованиях к определению плотности (0,06%), такие же требования предъявляются и к измерению давления в измерительной трубке, что в большинстве случаев представляет собой трудную метрологическую задачу. Однако, изучение явления барботажа показывает, что измерительные возможности барботажных систем не исчерпаны и могут быть положены в основу разработки новых методов измерения плотности. В данной работе рассматривался барботажный метод определения плотности, в основу которого положено измерение количества пузырьков, выходящих из измерительной трубки. При этом измерение аналогового сигнала (изменение давления) превращается в измерение дискретных параметров (количество пузырьков), что позволяет повысить точность измерения.
Принцип действия анализатора основан на измерении гидростатического давления жидкости в определенном объеме. Давление в жидкости на некоторой глубине от поверхности равно весу столба этой жидкости и определяется формулой:
Р = РёН ,
где Р - давление в жидкости; р - плотность жидкости;
§ - ускорение свободного падения;
Н - высота столба жидкости.
Если величина Н постоянная, то давление зависит только от плотности жидкости. Следовательно, давление, измеренное датчиком давления, может служить мерой плотности жидкости.
Давление столба жидкости измеряется при продувании инертного газа (воздуха) через трубку, помещенную в контролируемую жидкость. Для того, чтобы исключить влияние колебания уровня жидкости на показания плотномера, применяют дополнительную трубку, опущенную в сосуд, причем разница высот трубок в жидкости составляет 30-40 мм. В этом случае показания манометра не зависят от уровня жидкости в сосуде и будут определяться расстоянием между концами трубок и плотностью жидкости, т.е.
АР = g■p•Аh
В данном анализаторе информация о гидростатическом давлении снимается не в виде показания манометра, а виде количества пузырьков воздуха, выходящих из измерительных трубок.
Расход воздуха через трубку У0 будет определяться формулой:
Уо = КгРо,
где К1 - коэффициент пропорциональности, зависящий от
конструктивных параметров трубки;
Р0 - давление в трубке.
Пузырьки выходят из трубки определенного объема Уп. Этот объем зависит от внутреннего диаметра трубки. Общее количество пузырьков, выходящих из трубки, будет определяться формулой:
N = Уо/Уп = К2Р0,
где К2 = К/У, т.е. будет пропорционально давлению в измерительной трубке.
Для измерения количества пузырьков, выходящих из трубок, используется фотоэлектронный счетчик.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. ГОСТ 3900 - 85 (СТ СЭВ 6754 - 89) «Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности ». Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам. Москва, 1991.
2. Кивилис С.С. Плотномеры. Москва. « Энергия», 1980.
© Г.В. Шувалов, Е. В. Милехина, 2005
