Контроль уровня нефтепродуктов: уровнемеры в деле! Статьи по Автоматизации технологических процессов производства от РусАвтоматизации

Уже более ста лет нефть является важнейшим полезным ископаемым в истории человечества (первый в мире насос для добычи «черного золота» был разработан в 1916 году нашим соотечественником – изобретателем Армаисом Арутюновым). Нефть – основа различных видов топлива, смазочных материалов, растворителей, нефтехимического сырья и т.д.

У темных и светлых нефтепродуктов есть свои индивидуальные физико-химические свойства, которые определяют способ контроля уровня нефтепродуктов на всех этапах хранения, транспортировки и переработки.

Особенности среды делают процесс достаточно сложным и требуют учитывать следующие факторы:

значительные перепады температуры и давления в резервуаре;
токсичность или агрессивность среды;
вероятность коррозии деталей оборудования;
налипание частиц продукта;
изменение плотности измеряемых нефтепродуктов;
требования по взрывозащищенному исполнению датчиков.

Все эти условия существенно осложняют задачу измерения уровня нефтепродуктов в резервуаре, особенно при необходимости высокой точности. Но решение есть: контроль уровня жидких нефтепродуктов в резервуарах успешно реализуется использованием уровнемеров, как контактных, так и бесконтактных.

Бесконтактный замер уровня нефтепродукта могут обеспечить ультразвуковые уровнемеры EchoTREK, EasyTREK, ULM-53, и радарные уровнемеры Sitrans LR250, Sitrans probe LR, PiloTREK.

В перечне контактных стоит обратить внимание на микроволновый уровнемер для точных измерений в тяжелых условиях MicroTREK, экономичный магнитострикционный уровнемер NivoTrack, емкостной измеритель уровня DLM-35, гидростатические уровнемеры LMK 331 (для агрессивных жидкостей) и LMP 331 (для вязких сред).

Все перечисленные уровнемеры имеют необходимую сертификацию ТР ТС 012/2011 "О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах".

Для того чтобы выбрать оптимально подходящий задаче уровнемер, стоит ознакомиться с конструктивными особенностями каждой модели.

Технические особенности моделей уровнемеров представлены в сводной таблице.

Модель	Принцип работы	Особенности взаимодействия с нефтепродуктами	Преимущества	Недостатки
Ультразвуковые
Уровнемер EchoTREK	Замер времени возврата исходящего ультразвукового импульса, отраженного от контролируемой поверхности.	Газы или испарения, пена, образующиеся в закрытых резервуарах (с нефтепродуктами в том числе), уменьшают проницательную способность ультразвука. Не рекомендуется применять прибор в резервуарах под давлением.	Точность измерения: ±0,2% от измеренного расстояния, +0,05% от рабочего диапазона; температура среды: -30…+100°C; давление процесса: 0,5…3 бар; измерение уровня, и потока жидкости (в открытых безнапорных каналах); независимость от плотности, химических и физических факторов среды.	Негативные факторы для функционала: сильный ветер; газы и испарения в закрытых резервуарах; тепловое излучение; неправильная установка; установка в неподходящем месте резервуара; сильная запылённость; образование пены. Не работает в вакууме и требует поддержки постоянного атмосферного давления в месте использования.
Уровнемер EasyTREK	Замер времени возврата исходящего ультразвукового импульса, отражённого от контролируемой поверхности.	Газы или испарения, пена, образующиеся в закрытых резервуарах (с нефтепродуктами в том числе), уменьшают проницательную способность ультразвука. Не рекомендуется применять прибор в резервуарах под давлением.	Независимость от физических, химических свойств среды измерения; точность измерений: ±0,2% измеряемого расстояния, +0,05% макс. диапазона; температура процесса: -30…+80°С; давление: 0,3…3 бар (0,03…0,3 МПа); невысокая стоимость.	Негативные факторы для функционала: сильный ветер; газы и испарения в закрытых резервуарах; тепловое излучение; неправильная установка; установка в неподходящем месте резервуара; сильная запыленность; образование пены. Не работает в вакууме и требует поддержки постоянного атмосферного давления в месте использования.
Уровнемер ULM-53	Замер времени возврата исходящего ультразвукового импульса, отражённого от контролируемой поверхности.	Газы или испарения, пена, образующиеся в закрытых резервуарах (с нефтепродуктами в том числе), уменьшают проницательную способность ультразвука. Не рекомендуется применять прибор в резервуарах под давлением.	Длительный срок эксплуатации; максимальное рабочее избыточное давление: 0,1 МПа; погрешность измерений уровня: 0,15-0,3%; температура процесса: -30…+70°C.	Негативные факторы для функционала: сильный ветер; газы и испарения в закрытых резервуарах; тепловое излучение; неправильная установка; установка в неподходящем месте резервуара; сильная запылённость; образование пены. Не работает в вакууме и требует поддержки постоянного атмосферного давления в месте использования.
Микроволновые радарные
Уровнемер Sitrans LR250	Замер времени прохождения радиоволны от антенны до границы измеряемого вещества.	Совместимость с жидкостями любых видов, включая опасные и агрессивные вещества.	Высокая точность работы в любых условиях; отсутствие чувствительности к образованию пены и волн на поверхности; точность измерений: 0,015%; температура процесса: -40…+200°C.	Высокая стоимость может стать критерием выбора. Негативные факторы для функционала: помехи, обусловленные загрузкой; собственный перегрев; тепловое излучение; налипание измеряемой среды; неправильная установка.
Уровнемер Sitrans probe LR	Замер времени прохождения радиоволны от антенны до границы измеряемого вещества.	Совместимость с жидкостями любых видов, включая опасные и агрессивные вещества.	Отсутствие чувствительности к образованию пены и волн на поверхности; широкий диапазон измерения; точность измерений: 0,1%; температура процесса: -40…+200°C.	Высокая стоимость может стать критерием выбора. Негативные факторы для функционала: помехи, обусловленные загрузкой; собственный перегрев; тепловое излучение; налипание измеряемой среды; неправильная установка.
Уровнемер PiloTREK	Замер времени прохождения радиоволны от антенны до границы измеряемого вещества.	Предназначен для контроля уровня жидкостей c относительной диэлектрической проницаемостью от 1,9.	Агрессивные вещества; отсутствие чувствительности к образованию пены и волн на поверхности; независимость качества измерений от физико-химических факторов; точность измерений: 0,014%; температура процесса: -30…+180°C.	Высокая стоимость может стать критерием выбора. Негативные факторы для функционала: помехи, обусловленные загрузкой; собственный перегрев; тепловое излучение; налипание измеряемой среды; неправильная установка.
Микроволновые рефлексные
Уровнемер MicroTREK	Замер времени прохождения электромагнитного импульса по волноводу до поверхности содержимого емкости.	Взаимодействие с материалами, склонными к налипанию.	Высокая точность измерений; стабильная работа в условиях постоянно и быстро изменяющегося уровня; стабильная работа в емкостях с высоким избыточным давлением; отсутствие влияния на точность измерений со стороны давления, температуры и диэлектрической постоянной; точность измерений: 0,02%; температура процесса: -30…+200°C.	Конструкция уровнемера ограничивает применение в вязких и липких средах (вещество налипает на зонд); допустимая диэлектрическая проницаемость продукта Еr>1,4; высокая стоимость.
Магнитострикционные
Уровнемер NivoTrack	Замер времени возврата токового импульса в соответствии с магнитострикционным эффектом.	Высокая точность при контроле уровня жидкостей (нефтепродуктов) в стационарном состоянии или же при перекачке.	Возможность непрерывных измерений, обусловленная высоким быстродействием; выигрышная надежность и отказоустойчивость в сравнении с многими бесконтактными уровнемерами; возможность применения для коммерческого учета; температура процесса: -40…+90°C.	Предпочтение жидким продуктам низкой вязкости; подвержен влиянию теплового излучения.
Емкостные
Уровнемер DLM-35	Замер изменения емкости конденсатора в зависимости от разницы диэлектрических констант воздуха и вещества, заполняющего резервуар.	Возможность применения при высоких температурах и во взрывоопасных средах (включая нефтепродукты).	Возможность линейных замеров в средах, не проводящих ток; применение в емкостях любой формы; простота эксплуатации (магнитная ручка); светодиодные индикаторы состояния; погрешность температуры: <0,05%/К; температура измеряемой среды: до 200°C.	Чувствительность к колебаниям электрических параметров среды; погрешность измерений от образования пленки на поверхности вещества.
Гидростатические
Уровнемер LMK 331, LMK 351	Преобразование замеров давления столба жидкости в пропорциональный унифицированный выходной сигнал.	Используются для измерения давления и уровня жидкостей (нефтепродуктов) в промышленных резервуарах с давлением до 600 м водяного столба.	Оптимизирован для работы в агрессивных средах и вязкими продуктами; возможна индивидуальная настройка; большой рабочий диапазон (до 60 бар или 600 м в.с.); защита от механических и электрических воздействий; точность: ±0,5…±1% в ДИ; температура продукта: -25…+135°C.	Может потребоваться установка дополнительного уровнемера для компенсации разницы давления.
Уровнемер LMP 331, LMP 331i	Преобразование замеров давления столба жидкости в пропорциональный унифицированный выходной сигнал.	Используются для измерения давления и уровня жидкостей (нефтепродуктов) в промышленных резервуарах с давлением до 600 м водяного столба.	Бюджетное решение для измерения уровня; широкий набор рабочих диапазонов (от 0…0,4 м до 0…400 м в.ст.); макс. диапазон измерения 40 бар (100 бар) или 400 м водяного столба; точность: ±0,1…±1% от ДИ; температура продукта: -25…+125°C (опционально от -40°C); компенсация погрешностей, вызванных влиянием температур; возможность применения с вязкими субстанциями.	Может потребоваться установка дополнительного уровнемера для компенсации разницы давления.

Вывод

Данная статья позволит сделать самостоятельный выбор необходимого уровнемера. Более подробную информацию можно получить у специалистов компании «РусАвтоматизация». Квалифицированные инженеры проконсультируют по любому интересующему вопросу и, более того, возьмут решение поставленной задачи контроля уровня нефтепродуктов в резервуаре на себя.