Измерение уровня в нефтяных резервуарах: руководство по выбору

Измерение уровня в нефтяных резервуарах: учёт запасов, коммерческий учёт и защита от перелива — три разные задачи

В проекте хранения нефти следует отдельно задавать требования к учёту запасов, коммерческому учёту и предотвращению переполнения. Запасы отражают количество продукта в резервуаре. Для коммерческого учёта при приёме и передаче продукции требуется утверждённая измерительная система, когда это предусмотрено применимыми требованиями. Защита от переполнения должна надёжно сработать до выхода продукта за пределы системы удержания. Одна характеристика точности не определяет требования ко всем трём задачам.

Разделяйте три задачи

Не задавайте универсальные миллиметровые допуски для всех этих задач. Цель учёта запасов на терминале отличается от требований законодательной метрологии, а сигнализация предельно высокого уровня должна обеспечивать достаточный запас до опасного уровня, повторяемость и быстродействие, а не только высокое разрешение дисплея.

API 2350 — программа предотвращения перелива, а не сертификат уровнемера

API 2350 рассматривает предотвращение переполнения нефтяных резервуаров в пределах своей области применения. Для конкретного объекта нужно установить применимость стандарта, категорию резервуара и необходимые защитные меры. Из него не следует, что все жидкостные резервуары, включая хранилища LNG, должны иметь одинаковый состав приборов.

Если требуется независимая функция защиты по предельно высокому уровню, второе значение от уровнемера учёта запасов не является независимым датчиком. Проверьте всю цепь: питание, логику, сигнализацию или отключение, отказы по общей причине и способ испытания.

Определяйте уровни сигнализации и защитного действия по свободному объёму, максимально возможной обоснованной скорости приёма и времени на обнаружение, реагирование и прекращение потока. При необходимости учитывайте задержку связи и время хода клапана. Фиксированный процент высоты резервуара не подтверждает достаточность времени реагирования.

Процедуры и интервалы контрольных испытаний определяют по применимому стандарту, инструкциям на оборудование и документированной оценке риска. Не назначайте единый годовой или квартальный интервал всем уровнемерам. Сохраняйте сведения об объёме испытаний, результатах, дефектах и корректирующих действиях.

Выберите прибор для измерения уровня в соответствии с его реальной ролью

Бесконтактный радар, сервосистемы, волноводный радар и другие технологии применяются в разных конфигурациях резервуаров. Радар для измерения технологического уровня не получает автоматически допуска к коммерческому учёту или выполнению приборной функции безопасности. Проверьте конкретное разрешение, опции и установленную систему.

Сервосистемы имеют подвижные измерительные компоненты и собственные требования к обслуживанию. Гидростатические системы зависят от опорного давления и представительности плотности. Волноводный радар с функцией измерения границы раздела контактирует с продуктом и имеет ограничения по свойствам и толщине слоёв и конструкции зонда.

Для нефтепродуктов со слабым отражением успокоительная труба нужна не всегда. Проверьте ограничения выбранного уровнемера и качество эхо-сигнала. Если труба используется, её диаметр, прямолинейность, прорези, стыки, обмен жидкости и зазоры относительно крыши должны отвечать требованиям прибора; произвольно выбранная труба может создавать новые погрешности.

Для плавающей крыши нужна неподвижная точка отсчёта

В обычной системе измерения уровня используют заданную неподвижную точку отсчёта и утверждённую схему, позволяющую измерять жидкость без помех от крыши. Подходящая успокоительная труба может обеспечить доступ через крышу. Установка обычного уровнемера на движущейся крыше и измерение малого расстояния до жидкости сами по себе не дают абсолютного уровня в резервуаре.

Положение крыши не всегда совпадает с уровнем жидкости: очевидные исключения — крыша, опустившаяся на опоры, наклонённая или ограниченная в перемещении механически. При необходимости учитывайте объём, вытесняемый плавающей крышей, при расчёте вместимости. Проверьте, что измерительный тракт остаётся свободным во всём ходе крыши, в том числе при низком уровне.

Граница раздела нефть-вода и эмульсии

Сначала определите нужную границу: свободная вода под нефтью, переходная эмульсионная зона или профиль содержания воды. Волноводное измерение границы раздела возможно, если верхний слой пропускает достаточно энергии, а граница даёт пригодный отклик. Одного универсального порога разности диэлектрических свойств недостаточно для выбора прибора.

Переходный слой водонефтяной эмульсии не имеет единственной резкой границы. Некоторые специализированные приборы могут характеризовать эмульсии или их профили, но измеряемую величину и метод приёмки нужно согласовать. Отбор проб может быть частью такой валидации; он не доказывает невозможность любого непрерывного метода.

Составьте бюджет неопределённости системы

Объединяйте неопределённости по применимой методике, а не складывайте несвязанные миллиметры и проценты. Укажите, что представляет результат: объём при фактических условиях, объём при стандартных условиях или массу. Характеристики одного датчика уровня не определяют неопределённость количества переданного продукта.

Предоставьте METRAVON размеры резервуара, тип крыши, сведения о продуктах, эксплуатационные пределы, требуемую измеряемую величину и обязательные требования к измерениям и защите.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли использовать радар для коммерческого учёта при передаче продукции?

Да, подходящие утверждённые системы измерения уровня могут применяться там, где это разрешено. Проверьте конкретный допуск, установку на резервуаре, вспомогательные измерения и требуемую поверку или проверку, а не только принцип измерения.

Означает ли API 2350, что каждому резервуару нужны одни и те же два прибора?

Нет. Установите применимость стандарта, категорию резервуара и требуемую архитектуру защиты. Там, где требуется независимость, два выхода одного передатчика ее не обеспечивают.

Может ли прибор для измерения уровня, установленный на подвижной крыше, сообщать об уровне резервуара?

Одного малого расстояния от крыши до жидкости недостаточно. Для абсолютного уровня нужна неподвижная точка отсчёта или специально спроектированная система, учитывающая движение крыши.

Может ли радар измерить границу раздела нефти и воды?

Некоторые волноводные приборы могут это делать в пределах своих ограничений для измерения границы раздела. Радар для измерения поверхности не определяет автоматически границу под жидкостью; для эмульсий нужно явно задать цель измерения.

Обязательна ли успокоительная труба для бензина?

Нет. Её необходимость зависит от уровнемера и монтажа. Как установка в свободном пространстве, так и измерение в успокоительной трубе требуют проверки на реальном продукте во всём рабочем диапазоне.

Как часто следует проверять приборы для измерения уровня и сигнализацию?

Используйте соответствующие разрешения, инструкции по оборудованию, опыт эксплуатации и документированную оценку рисков. Определите полный объем тестирования и сохраните результаты, а не используйте общий интервал.

Технические ссылки

• Обзор стандарта API 2350

Другие области применения

Радарный уровнемер для химических резервуаров: материалы, диэлектрические свойства и подводные камни | Криогенное измерение уровня: резервуары LNG, жидкого азота и жидкого кислорода

Обсудите задачу измерения с METRAVON