Применение и преимущества индукционных расходометров при отгрузке в магистральные трубопроводы

APPLICATION AND BENEFITS OF INDUCTION FLOW METERS FOR SHIPMENT IN PIPELINES

Olga Shilenok

student, Road Shakhtinsky Institute (branch) URGU (NPI) named after M. I. Platov, the Russian Federation, Shakhty,

Dmitry Titov

student, Road Shakhtinsky Institute (branch) URGU (NPI) named after M. I. Platov, the Russian Federation, Shakhty.

Vasily Lisovenko

associate Professor, candidate of technical Sciences, associate Professor, Road Shakhtinsky Institute (branch) URGU (NPI) named after M. I. Platov, the Russian Federation, Shakhty

Аннотация. В данной статье приведён пример способа учёта нефтепродуктов при отгрузке в магистральные трубопроводы с помощью индукционных расходометров. Магнитно-индукционные расходомеры работают по принципу измерения силы магнитного поля, создаваемого потоком жидкости. Чем выше скорость потока – тем сильнее создаваемое магнитное поле. Подходят для замера скорости потока любых токопроводящих жидкостей, что является основным преимуществом.

Abstract. This article provides an example of a method of accounting for petroleum products during shipment to the main pipelines using induction flowmeters. Magnetic induction flowmeters work on the principle of measuring the strength of the magnetic field generated by the liquid flow. The higher the flow rate, the stronger the generated magnetic field. Suitable for measuring the flow rate of any conductive liquid, which is the main advantage.

Ключевые слова: нефтепродукты; учёт; расходомеры; индукционные расходомеры.

Keywords: petroleum products; accounting; flow meters; induction flow meters.

Основным требованием, предъявляемым к коммерческим узлам учета нефтепродуктов, является обеспечение высокой точности измерения массы продукта. Благодаря применению магнитно-индукционных расходомеров, возможно компактное размещение технологического оборудования и выполнение поставленных задач по измерению количества и параметров измеряемых продуктов. [2]

Цель данной работы состоит в том, чтобы выявить преимущества использования индукционных расходометров для учёта нефтепродуктов при отгрузке в магистральные трубопроводы.

Для обеспечения измерений массы отгружаемой продукции, при  подключении к магистральному нефтепроводу, необходим контроль измерений количества и показателей качества нефтепродуктов (СИКН), предназначенных для автоматизированного коммерческого учета следующих нефтепродуктов: судовое топливо; дизельное топливо и дизельное топливо ЕВРО.

Для более точного и качественного результата можно использовать данный комплекс СИКН (рисунок 1).

Комплекс СИКН включил в себя:

- блок измерительных линий для каждого продукта;

- блок измерений параметров качества продуктов в блок-боксе;

- узел подключения передвижной поверочной установки;

- межблочное оборудование. [1]

Рисунок 1. Схема комплекса СИКН:

1 - трубопроводная эстакада; 2 – блок измерительных трубопроводов судового топлива; 3 – блок измерения качества; 4 – блок измерительных трубопроводов дизельного топлива; 5 – блок измерительных трубопроводов дизельного топлива ЕВРО; 6 – площадка дренажных ёмкостей

Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на измерении ЭДС, индуцируемой в потоке электропроводной жидкости под действием внешнего магнитного поля.

Принципиальная схема электромагнитного расходомера показана на рисунке 2. Участок трубопровода 1, расположенный между 2 полюсами постоянного магнита перпендикулярно направлению силовых линий магнитного поля, изготовляется из немагнитного материала (фторопласта, эбонита). В стенки трубопровода заделаны измерительные электроды 3.

Под действием магнитного поля ионы, находящиеся в жидкости, перемещаются и отдают свои заряды измерительным электродам 3, создавая в них ЭДС, пропорциональную скорости течения жидкости. К электродам 3 подключается измерительный прибор 2, шкала которого градуируется в единицах расхода. Величина этой ЭДС при постоянном магнитном поле определяется уравнением электромагнитной индукции.

Рисунок 2. Схема электромагнитного расходомера:

1 – участок трубопровода; 2 - постоянный магнит; 3 - измерительные электроды

,

где В — магнитная индукция в зазоре между полюсами магнита;

d — внутренний диаметр трубопровода;

v — средняя скорость потока жидкости.

При однородном магнитном поле ЭДС пропорциональна объемному расходу: Q ~ v.

Применение данных электромагнитных расходомеров предполагает целый ряд преимуществ:

1) отсутствие движущихся частей, что обеспечивает эксплуатационную надежность, длительный срок службы и сводит к минимуму техническое обслуживание расходомеров, а также очень важно при измерении быстроменяющихся расходов и при использовании их (расходомеров) в автоматических системах регулирования;

2) на результат измерения не влияет присутствие в жидкости взвешенных частиц и пузырьков газа;

3) показания расходомера не зависят от свойств измеряемой жидкости (вязкости, плотности) и от характера потока (ламинарного, турбулентного);

4) измерение сразу нескольких параметров продукта: массовый расход, плотность и температура;

5) отсутствие прямых участков и требований к конфигурации трубопроводов;

6) высокую точность в широком динамическом диапазоне.

Благодаря применению магнитно-индукционных расходомеров удалось компактно разместить технологическое оборудование СИКН.

Таким образом, использование данных расходомеров, обеспечивающих высокую точность измерений массового расхода при одновременном сокращении количества измерительных линий может быть рекомендовано для коммерческого учета нефтепродуктов, когда требуется высокая точность учета и оптимизация затрат.