1. Что такое учет в резервуарах?
Учет в резервуарах проводится для определения объемов и массы продукта в резервуарах.
В нефтегазовой отрасли в основном используется косвенный метод статических измерений и косвенный метод, основанный на гидростатическом принципе. Для этого необходимы данные об уровне, температуре и давлении. Есть несколько способов измерить уровень и другие параметры жидкости. Метод измерения зависит от типа резервуара, жидкости и способов использования резервуара.
Резервуары для хранения содержат большие объемы жидкого продукта, который представляет значительную ценность. Точность измерения систем учета в резервуаре всегда важна для оценки объема содержимого.
Измерение уровня актуально для крупных резервуаров на нефтеперерабатывающих заводах, складах горючего, а также в трубопроводах, аэропортах и складских терминалах. Чаще всего используются четыре типа резервуаров для хранения: цилиндрические с неподвижной крышей, цилиндрические с плавающей крышей, а также высокого давления сферической или горизонтально-цилиндрической формы. Для каждого из перечисленных типов резервуаров разработана своя система учета.
Кроме измерения уровня, существенным условием достоверной оценки содержимого резервуара является измерение температуры. У каждой жидкости есть коэффициент теплового расширения, поэтому необходимо оставлять соответствующий запас при перемещении объемов в иные температурные условия. Для текущей оценки средней плотности и расчета массы продукта зачастую измеряется давление столба жидкости.
В современных системах учета в резервуарах измерения преобразуются в цифровую форму. В ней информация о резервуаре передается в диспетчерскую, откуда данные об объеме и массе жидкости поступают пользователям.
1.1 Учет в резервуарах как системная наука
Концепция учета в резервуаре — это не только установка на резервуар точных приборов. Система учета предполагает надежность передачи данных через крупные сети полевых шин — как проводные, так и беспроводные. От коммуникационных решений часто требуется наличие схем резервирования для полевых шин, концентраторов данных, компонентов сети и сетевых серверов. Системы учета в резервуарах также должны обеспечивать расчет объема и массы в соответствии с отраслевыми стандартами.
Программное обеспечение и информационная система учета в резервуаре должны обеспечивать множество различных функций, таких как интерфейс оператора, обработка партии товара, отчетность, сигнализация, связь с центральными системами и другие. Это системная техническая наука, охватывающая многие области технологий.
1.2 Где выполняется учет?
Учет необходим во всех случаях хранения жидкостей в больших резервуарах. В сферу применения таких резервуаров входят:
- нефтеперерабатывающие заводы;
- нефтехимическая промышленность;
- распределительные терминалы;
- трубопроводные терминалы;
- топливные склады;
- склады авиатоплива в аэропортах;
- хранилища химикатов.
Резервуары хранения часто устанавливаются группами или входят в состав резервуарных парков.
Резервуары бывают атмосферные, высокого давления и криогенные.
Атмосферные резервуары представляют собой вертикально расположенные цилиндры с различной конфигурацией крыш. Самыми распространенными являются следующие:
- резервуары с неподвижной крышей, конической или конусообразной;
- резервуары с плавающей крышей различной конфигурации.
В резервуаре с неподвижной крышей между поверхностью жидкости и внешней крышей есть паровоздушное пространство.
В резервуаре с плавающей крышей поверхность жидкости покрыта внутренней или внешней плавающей крышей. Существует множество конфигураций плавающих крыш для различных функций, жидкостей или размеров резервуара.
Часто в резервуарах с плавающей крышей имеются одна или несколько направляющих труб, которые поднимаются со дна резервуара через отверстие в плавающей крыше и достигают верха резервуара.
Направляющая труба используется для взятия проб жидкости, ручного измерения уровня, ручного измерения температуры и автоматического измерения уровня.
Резервуары высокого давления часто имеют сферическую или горизонтально-цилиндрическую форму.
Система учета задействует значительное число взаимозависимых устройств и функций.
В резервуарах высокого давления ручные измерения не проводятся. Для обеспечения высокой точности автоматического измерения обычно требуется успокоительная труба внутри резервуара.
В криогенных резервуарах уровнемеры обычно имеют ту же конструкцию, что и уровнемеры для резервуаров высокого давления.
1.3 Цели учета в резервуарах
Учет в резервуарах проводится в различных целях.
Чаще всего он используется:
- в системе учета, контроля и движения материальных потоков;
- для учета складских запасов;
- для коммерческого учета продукта при отгрузке потребителю;
- для контроля потерь и составления материально-сырьевого баланса;
- для сверки объемов;
- для защиты от перелива;
- при обнаружении утечек.
1.3.1 Система учета, контроля и движения материальных потоков
Эксплуатация резервуарного парка во многом зависит от сведений о состоянии резервуаров.
Для безопасной и эффективной эксплуатации резервуарного парка важно иметь точные сведения о наличии продуктов в резервуарах. Система учета в резервуарах должна в любое время мгновенно предоставлять информацию:
- об уровне жидкости в резервуаре;
- о наличии свободного пространства в резервуаре;
- о том, с какой скоростью идет наполнение или слив резервуара;
- о наполнении резервуара до критически высокого уровня;
- о времени, через которое резервуар опустошится при текущей скорости откачки;
- о времени, которое займет передача партии продукта.
Для эксплуатации резервуарного парка также необходимо, чтобы система учета в резервуарах подавала сигналы оповещения и тревоги о достижении заданного или опасно высокого уровня жидкости в резервуаре.
Система учета, контроля и движения основывается на достоверной и оперативной информации о наполненности резервуаров. Потеря данных контрольно-измерительных приборов в резервуарах станет значительным препятствием при осуществлении рабочих операций и передач партий продукта, что может стать причиной незапланированной остановки предприятия.
1.3.2 Учет складских запасов
В резервуарном парке хранятся ценные активы, и владельцы этих активов требуют точного учета их стоимости.
Для резервуаров высокого давления обычно требуется автоматическое измерение уровня в успокоительной трубе.
Система учета в резервуарах должна предоставлять высокоточные отчеты о запасах с заданной частотой или мгновенно по запросу. Для точного учета может также потребоваться автоматически оценивать подтоварную воду на дне резервуара. Учетные данные по резервуарам составляют основу финансового учета и часто используются в финансовых или таможенных отчетах. Система должна рассчитывать чистый объем и массу в соответствии с правилами, установленными организациями по стандартизации.
1.3.3 Передача продукта
При покупке или продаже большого объема жидкостей данные системы коммерческого учета резервуарах необходимы для правильного составления счетов и исчисления налогов. Сертифицированная система учета в резервуарах может дать более точные данные для оценки передаваемого продукта по сравнению с ручными замерами при передаче большого объема продукта, например с нефтеналивного судна в береговые резервуары. Наличие сертифицированной системы учета в резервуаре часто избавляет от необходимости ручного измерения.
При коммерческом учете необходимо руководствоваться международными и региональными стандартами и иными нормативными документами, принятыми в установленном порядке, в зависимости от применяемых средств измерений, методологии учета и типа продукта.
При передаче продукта требуется самая высокая точность системы учета в резервуаре. Стандарт R 85:2008 Международной организации законодательной метрологии (OIML) определяет требования для средств измерения в резервуарах, используемых при передаче продукта во владение.
1.3.4 Меры по снижению убытков и материально-сырьевой баланс
Потери на нефтеперерабатывающих заводах Высокий уровень материально-сырьевого баланса на нефтеперерабатывающем заводе позволяет оценивать потери. Важно различать фактические потери и от потерь, вызванных ошибками измерений.
Потери = вход – выход – текущие складские запасы + складские запасы предыдущего периода – топливо
Для контроля убытков необходим наивысший уровень точности оценки складских запасов. Таким образом, качество и эффективность системы учета в резервуаре имеют первостепенную важность для снижения потерь и сведения материально-сырьевого баланса.
1.3.5 Защита от перелива
Перелив резервуара может иметь катастрофические последствия. Разлив жидкости способен привести к взрывам и пожару, который может перекинуться на соседние резервуары и близлежащую местность. Так как в резервуарах хранится огромный запас горючих веществ, пожар может привести к серьезнейшим последствиям.
Пожары, возникшие в результате перелива, уже принесли убытки на сумму более 1 миллиарда долларов США. По этой и многим другим причинам чрезвычайно важно предотвращать переливы резервуаров.
Разлив может произойти, если обслуживающий персонал не получает данные о ситуации в резервуарном парке. Это может случиться из-за скрытой неисправности компонентов учета в резервуаре.
Сигнализатор аварийно высокого уровня может не сработать, если его техническому обслуживанию и тестированию не уделяется должное внимание.
Устройства учета обеспечивают базовый уровень контроля за технологическим процессом в резервуарном парке. Независимые индикаторы предельного уровня или сигнализаторы уровня образуют следующий уровень защиты. Незамеченная неисправность на этих двух уровнях защиты может стать причиной крупной аварии.
В связи с этим системы измерения уровня в резервуаре и системы оповещения о предельном уровне должны отвечать требованиям надежности, указанным в стандартах функциональной безопасности.
1.3.6 Обнаружение утечек
Если система учета в резервуаре достаточно точна и стабильна, ее можно использовать для обнаружения утечек. При условии что резервуар неподвижен и закрыт, систему учета в резервуаре можно использовать для обнаружения незначительного движения жидкости. Рекомендуется производить обнаружение утечек на основе чистого стандартного объема, а не просто на основе показателей уровня.
Наблюдая за чистым стандартным объемом, можно исключить смещения уровня, вызванные изменением температуры. Для успешного обнаружения утечек от системы измерения уровня требуется такая же точность, как и при передаче продукта.
1.3.7 Сверка объемов
Эксплуатация резервуарного парка требует тщательного учета операций и сверки объемов перемещенного продукта с данными складских запасов. Такой подсчет ведут все компании. Сверка объемов и отчеты об ошибках отвечают требованиям контроля и аудита. Система учета в резервуарах позволяет мгновенно получать данные и ответы, необходимые для точного ведения ежедневного учета и сверки.
Точность работы расходомеров можно оценивать, сравнивая данные о переданном продукте по показаниям счетчиков и по отчетам о партии продукта, полученным от системы учета в резервуарах.
1.3.8 Контроль плавающей крыши
Плавающие крыши могут создавать проблемы для эксплуатации и безопасности, вызванные серьезными механическими повреждениями, переливами и выпуском взрывоопасных паров углеводородов.
Содержимое резервуара также может загрязниться.
Неисправность резервуара может быть обусловлена застреванием крыши вследствие повреждения или неправильного монтажа уплотнения обода.
Протекание понтонов, переливы сильный ветер и недостаточно эффективное удаление воды во время сильного ливня или снегопада также могут оказать опасное воздействие на плавучесть и положение крыши. Функция контроля плавающей крыши определяет, застряла ли крыша в резервуаре, затоплена ли она, наклонена, располагается выше или ниже обычного уровня, покрыта ли она водой или продуктом.
