CC BY
20Измерительные системы «Струна» для светлых нефтепродуктов и СУГ
О.Э. Галустян,
директор «НТФ НОВИНТЕХ»
В последние годы наблюдается рост числа автозаправочных станций (АЗС), автомобильных газозаправочных станций (АГЗС) и комплексов (АЗК), происходит не только строительство новых современных АЗК, но и реконструкция устаревших АЗС, оснащение их новым оборудованием. Можно отметить тенденцию в современных АЗК к качественному обновлению автозаправочной техники и технологий. Это и многорукавные колонки, двустенные резервуары, очистные сооружения, системы регенерации паров, широкое использование информационных технологий при повседневном контроле, отпуске и учете товаров, в том числе нефтепродуктов (НП) и сжиженного углеводородного газа (СУГ). Важнейшей задачей при проектировании и строительстве АЗК является использование современных методов и средств экологической и пожарной безопасности объектов.
Основой для решения многих задач информационных и защитных технологий является обеспечение АЗК первичными результатами измерений параметров количества НП и СУГ в резервуарах. Данному направлению работ и раньше предавалось большое значение, так как это учет материальных ценностей, а сейчас оно приобрело дополнительное развитие в виде автоматизации техпроцессов АЗК. Обязательным условием является возможность передачи информации в вышестоящую вычислительную систему, например, систему отпуска нефтепродуктов, по стандартному интерфейсу, а, учитывая тенденцию к сосредоточению большого числа АЗК под единым
руководством, большое значение в настоящее время приобретает возможность передачи информации по сетям, телефонным и беспроводным (сотовым) линиям связи. К дополнительным функциям систем можно отнести контроль за достижением параметров заданных значений с последующей сигнализацией и (или) управлением исполнительными устройствами.
Вопросы измерения и учета количества СУГ на АГЗС имеют еще большую остроту из-за специфики самого продукта и менее развитой номенклатуры измерительных средств. На большинстве АГЗС о степени заполнения резервуара можно судить лишь по выходу СУГ из трубок с вентилем, установлен-
ных на различных уровнях объема резервуара. Естественно, недостаточный учет может привести к значительным потерям СУГ в процессе эксплуатации АГЗС. Большая часть владельцев и эксплуатирующего персонала мирится с существующим положением из-за того, что модернизация действующих АГЗС (в отличие от АЗС) требует остановки работы газовой составляющей АЗК с осушением резервуаров и проведения монтажных и пусконаладочных работ при установке измерительных систем. Это сопряжено с дополнительными затратами и простоем АГЗС. Новые резервуары хранения СУГ, как правило, не оборудованы комплексными измерительными системами, и при строительстве АГЗС используются типовые решения. Поэтому оснащение АГЗС измерительными средствами лучше всего проводить во время плановых регламентных работ или до запуска новой АГЗС в эксплуатацию.
В настоящее время получили достаточно широкое распространение смешанные заправки, которые имеют в своем составе как резервуары со светлыми нефтепродуктами, так и с СУГ. Для таких заправок важен общий подход к идеологии построения системы измерения параметров хранения НП и системы измерения параметров хранения СУГ. Единообразие представляемой информации от различных датчиков, возможность формирования управляющих воздействий на исполнительные механизмы и устройства сигнализации дают возможность легко интегрировать измерительную систему в технологический процесс и в систему коммерческого учета движения не-
Рис. 1. Мониторинг резервуаров системами «СТРУНА»
Технические характеристики измерительных систем «СТРУНА»
Диапазон измерений уровня, мм:
с погружным плотномером и без него.......................................................................От 120 до 4000
с поверхностным плотномером..................................................................................От 200 до 4000
с погружным плотномером......................................................................................От 150 до 18000
для градуировки резервуаров.......................................................От 10 до 4000 или от 10 до 9000
Пределы допускаемой абсолютной погрешности в диапазоне, мм:
до 4 м.............................................................................................................................................±1, 0
свыше 4 м......................................................................................................................................±2, 0
Порог чувствительности, мм............................................................................................................±0, 2
Температурный диапазон эксплуатации ППП, °С...........................................................От -40 до + 55
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры, °С............................±0,5
Диапазоны измерений плотности, кг/м3:
1-й диапазон (СУГ)........................................................................................................От 499 до 599
2-й диапазон (Аи-80).....................................................................................................От 690 до 760
3-й диапазон (Аи-92, Аи-95, Аи-98).............................................................................От 715 до 785
4-й диапазон (ДТ)..........................................................................................................От 810 до 880
Пределы дополнительной абсолютной погрешности измерений плотности, кг/м3:
с поверхностным плотномером...................................................................................................± 1,5
с погружным плотномером...........................................................................................................±1,0
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений массы, %:
нефтепродукта до 120 т.............................................................................................................± 0,65
нефтепродукта от 120 т и более..................................................................................................± 0,5
СУГ...........................................................................................................................................± (0,4-2)
Сигнализация наличия подтоварной воды на уровне (для АЗС), мм................................................25
Диапазон измерений уровня подтоварной воды (для НБ), мм.........................................От 80 до 300
Пределы дополнительной абсолютной погрешности измерений уровня воды для НБ, мм..............±2,0
Диапазон измерений избыточного давления, МПа..............................................................От 0 до 1,6
Пределы дополнительной приведенной погрешности измерений давления, %...........................±1,0
Количество контролируемых резервуаров (одной центральной частью)...................................До 16
Длина кабеля от каждого резервуара до операторской, не более, м............................................1200
Параметры каналов управления в устройстве управления (УУ):
силовые цепи (оптосимистор).........................................................~220 В (от 0,1 до 0,5А)
силовые цепи (сухой контакт)...........................................................~220 В (0,01 до 0,1А)
маломощные релейные цепи (сухой контакт)......................................= 27 В (от 0,01 до 0,5А)
Питание системы.................................................................................................~220 В +10 50Гц, 0,6А
фтепродуктов и СУГ на заправках. Кроме того, для владельцев АГЗС очень большое значение при выборе измерительного оборудования имеет надежность измерительной системы, простота эксплуатации, высокие технические характеристики, доступная цена, сервисное и гарантийное обслуживание.
Измерительные системы «Струна» предназначены для измерения уровня, температуры, плотности, давления, массы, вычисления объема светлых нефтепродуктов и СУГ при приеме, хранении и оперативном контроле резервуарного парка АЗС, АГЗС, АЗК, нефтебаз (НБ) (рис. 1).
Первичные преобразователи параметров (ППП) для резервуаров СУГ
Варианты исполнения ППП (рис. 2) для АГЗС и газохранилищ СУГ:
■ для измерения уровня и температуры, для одностенных резервуаров;
■ для измерения уровня, температуры и давления, для одностенных резервуаров;
■ для измерения уровня, температуры, давления и плотности (погружной датчик), для одностенных резервуаров с установкой на один фланец;
■ для измерения уровня, температуры, давления и плотности (погружной датчик), для одностенных
Рис. 3. ППП для одностенных резервуаров СУГ с датчиками уровня, температуры, давления, плотности и установкой на раздельные фланцы: 1 - контроллер; 2 - блок датчиков уровня и температуры (БДУТ); 3 - блок датчиков плотности (БДП); 4 - кабель; 5 - блок датчика давления (ДД); 6 - фланец; 7 - поплавок уровня; 8 - ограничительный хомут; 9 - шина заземления; 10 - поплавок плотности; 11 - коробка соединительная (КС); 12 - контргайка; 13 - кабель ДД
резервуаров с установкой на два фланца.
Данные варианты исполнения выпускаются и для двустенных резервуаров, где датчики ППП изготовлены с учетом того, что межстенное пространство ППП объединяется с межстенным пространством резервуаров и заполняется контрольным газом или жидкостью.
Размещение датчиков ППП (рис. 3,5) может производиться как на одной крышке горловины резервуара в непосредственной близости друг от друга, так и на удалении до 10 м на другой крышке горловины резервуара. На двустенных резервуарах датчики ППП монтируются только на отдельных фланцах. Конструкция датчиков ППП позво-
ляет производить ремонт датчиков без демонтажа фланца, не нарушая герметичность резервуара, что для резервуаров СУГ имеет большое значение.
Датчики давления используются для измерения избыточного давления в резервуарах, трубопроводах, межстенных пространствах и т. д., а параметр давления необходим для вычисления массы СУГ с учетом паровой фазы и автоматизации технологических процессов на АГЗС.
Датчик горючих газов
Датчик горючих газов (ДГГ) (рис. 4) предназначен для оперативного автоматического непрерывного измерения довзрывоопас-ных концентраций горючих газов и определения степени взрывоопас-ности контролируемой атмосферы, в которой могут содержаться горючие газы: пары бензина, метан, бутан, пропан, гексан. Область применения ДГГ распространяется на объекты нефтепродуктообеспече-ния, АЗС, АГЗС, ГНС, нефтебазы, АЗК, насосные станции, котельные, газовые хозяйства и другие предприятия, связанные с возможностью появления опасных концентрацией накапливающихся взрывоопасных и пожароопасных многокомпонентных газов и паров.
Датчики применяются в составе измерительной системы «СТРУНА» и подключаются к стандартным каналам связи системы. Причем к каждому из 16 каналов системы «СТРУНА» можно подключить по магистральному принципу несколько датчиков ДГГ через клеммные коробки.
Преимущество применения ДГГ в составе системы «СТРУНА» заключается в возможности реализовать одной системой как мониторинг резервуарного парка с нефтепродуктами и СУГ, так и контроль нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР) по ГОСТ Р 51330.19-99 для соблюде-
ния требований НПБ 111-98* «Автозаправочные станции. Требования пожарной безопасности».
Визуальный контроль измеренных значений довзрывоопасных концентраций горючих газов осуществляется на блоке индикации системы «СТРУНА». Местная индикация о превышении опасных
порогов выполняется светодио-дом, расположенным на корпусе ДГГ. Для автоматизации светового и звукового оповещения о превышении опасных порогов концентрации, управления насосами, клапанами и системами принудительной вентиляции используется программируемый с блока индикации блок управления (БУ) системы «СТРУНА». Вся измеренная ДГГ информация может передаваться во внешнюю компьютерную систему по стандартному протоколу системы «СТРУНА».
Устройство управления (УУ) устанавливается в помещении вместе со шкафом устройства вычислительного (УВ) и предназначено для программируемого включения или выключения внешних исполнительных механизмов, а также передачи сигнальной информации в шкафы автоматики. К одному шкафу УУ возможно подключение до 8 каналов управления. Всего к одному УВ можно подключить до 8 устройств управления. То есть можно коммутировать до 64 каналов управления. Каналы управления могут быть силовыми (~220В оптосемистор) и/или релейными (контакты реле).
УВ совместно с устройством управления осуществляет слеже-
Технические характеристики ДГГ
Температурный диапазон эксплуатации, °С.....................................................................От -40 до +55
Диапазон измерения концентрации:
паров бензина, % НКПР......................................................................................................От 0 до 60
СУГ, % НКПР.....................................................................................................От 0 до 60
метана, % объемной доли....................................................................................От 0 до 2,5
Пределы основной абсолютной погрешности:
сумма углеводородов, % НКПР......................................................................................................± 5
метан, % объемной доли.............................................................................................................± 0,2
Регулируемые пороги сигнализации для паров бензина:
порог 1 (предупреждение), % НКПР.................................................................................20
порог 2 (тревога), % НКПР.............................................................................................40
для пропана:
порог 1 (предупреждение), % НКПР.................................................................................10
порог 2 (тревога), % НКПР.............................................................................................20
для метана:
порог 1 (предупреждение), % объемной доли.......................................................................1
порог 2 (тревога), % объемной доли..................................................................................2
Примечание. НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени.
ние за состоянием измеряемых параметров (например, уровнем продукта или подтоварной воды, средней температуры, давления, % НКПР). При необходимости с помощью силовых каналов управления и световых звуковых оповещателей УУ может информировать пользователя о событиях в зоне измерений и/или управлять внешними устройствами (сигнализаторами, магнитными пускателями, клапанами, насосами, вентиляторами компрессорных помещений и т.п.). Кроме того, сигналы срабатывания каналов управления могут быть переданы внешним устройствам (шкафам автоматики) в виде нормально замкнутых или нормально разомкнутых сигналов контактов реле. В основном УУ применяется для защиты от перелива продукта, контроля утечек, защиты насосов от работы «всухую», сигнализации об опасных концентрациях горючих газов и паров.
Для удобства пользователя и уменьшения стоимости оборудования один или два канала управления могут быть запрограммированы на срабатывание от нескольких объектов измерения (резервуаров). Например, пользователь может настроить один силовой канал на работу со световым оповещателем, второй - на работу со звуковым оповещателем и сконфигурировать на эти каналы все резервуары АЗС или АГЗС. При этом, если хотя бы в одном резервуаре уровень превысит 90% взлива, то будет световая сигнализация, если уровень превысит 95% взлива - будет звуковая сигнализация. Можно конфигурировать каналы отдельно для каждого резервуара в том случае, если возможен слив (прием) продукта одновременно в несколько резервуаров. Световые-звуковые оповещатели рекомендуется уста на вливать на улице под крышей операторской.
Программное обеспечение
Основное программное обеспечение для автономной работы с блоком индикации находится в контроллере блока вычислительного системы «СТРУНА». Для работы систем «СТРУНА» совместно с внешним персональным компьютером «НТФ НОВИНТЕХ» предоставляет различные сервисные и пользовательские программы.
Программа ввода таблиц градуировки резервуаров под Windows - программа «Струна-Сервис. Градуировочные таблицы» функционирует в среде Win9x-XP, выполняет подготовку данных гра-дуировочных таблиц резервуаров для загрузки в систему «СТРУНА» и проводит загрузку данных в систему (поставляется бесплатно).
Программа ввода таблиц градуировки резервуаров под DOS - аналогичная программа ввода градуировочных таблиц для DOS (поставляется бесплатно).
Программа смены пароля доступа к настройкам систем «СТРУНА» - программа «Струна-Сервис. Пароль» предназначена для замены заводского пароля и администрирования входа в режим
настроек. Поставляется бесплатно по запросу.
Программа имитатора протокола обмена - программа «Serv2_1.exe» предназначена для имитации протокола обмена с системами «СТРУНА» как в режиме «мастера», так и в режиме «подчиненного». Применяется для помощи программистам при отладке своих программ связи с системами «СТРУНА». Поставляется бесплатно.
Программа «АРМ СТРУНА» отображает основную измеренную информацию, выдает визуальные и звуковые предупреждающие сообщения об изменении контролируемых параметров, имеет встроенный редактор и планировщик отчетов с выводом на печать в заданное время, проводит автоматическое ведение журнала событий при достижении предельных пороговых уровней, сохраняет отчеты в базе данных. Применяется в основном для АЗС, АГЗС, АЗК.
Программа «Система измерительная СТРУНА» имеет расширенные возможности по доступу к технологическим данным и настройке системы «СТРУНА», она создавалась в основном для настройки и
работы с секционными датчиками нефтебаз (высота взлива продукта до 18 м) и многоточечными плотномерами. «СИ СТРУНА» визуализирует данные по резервуарам, делает отчеты, ведет и хранит тренды (историю изменения параметров). Можно сохранять данные изменения параметра за определенный период из своего внутреннего архива в файл формата rtf.
Программа «STRUNA OPC server» предназначена для получения данных от измерительных систем «СТРУНА» и предоставления их OPC или DDE-клиентам. ОРС стандарт - это стандарт промышленной автоматизации. OPC-клиентом может выступать любая программа, поддерживающая интерфейс ОРС-клиента и практически любая SCADA система. «STRUNA OPC server» поддерживает стандарт OPC Data Access Custom 2.05A. Поддерживается работа в режиме как локального, так и удаленного сервера. Это означает, что приложения-клиенты одновременно могут обращаться к серверу, расположенному как на том же компьютере, так и на других компьютерах сети.
Расширенный перечень поставляемых «НТФ НОВИНТЕХ» датчиков первичных преобразователей параметров обеспечивает оснащение резервуаров различного назначения и размеров системами с любой комплектацией датчиков, которые входят в состав измерительной системы «СТРУНА» (рис. 5). Это позволяет комплексно автоматизировать объекты хранения с разнообразными жидкостями, включая предприятия газовой, химической и пищевой промышленности.
ЗАО «НТФ НОВИНТЕХ» тел./факс: (495) 513-14-91,
513-14-92, 513-14-93 E-mail: [email protected], info@ novinteh.ru www. novinteh.ru
