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确保磁翻板液位计安全性提供更好的水平和体积测量选项

来源:编辑::发表时间:2019-08-26 14:47:00

     非常规石油和天然气生产近几年的发展,生产站点的数量已经与它们覆盖的地理而成长。在没有管道基础设施的地方,定期派遣卡车收集石油,而其他卡车则收集水,以便将其运往处置设施。即使在管道基础设施可用的情况下,生产者也经常使用卡车作为备用,因此当贸易交接磁翻板液位计或管道停止日常维护时,可以维持生产。    当石油从储罐转移到卡车时,这被视为与主要利益相关者的贸易交接交易。卡车司机代表买方,需要确保所购磁翻板液位计的质量和数量。石油生产商需要确保准确支付转移的石油数量,土地所有者需要有信心他们正在收到正确的特许权使用费。

    考虑到这一点,显而易见的解决方案是使用复杂的测量技术和实践,提供适当的精确测量。虽然复杂的设备和技术已被广泛用于跟踪该行业的库存,但直到最近,只有手动方法被用于小批量的转换。这些方法在API 18.1:卡车从小型坦克收集的原油的测量程序中定义。该标准已经实施多年,并且已被广泛认为是这种类型的贸易交接的可接受方法。涉及的基本步骤是:

    第1步: 卡车司机爬到油箱顶部,打开一个小偷舱口。将卷尺放入罐中以确定油位。第一次测量称为开度计,并建立基线测量。

    步骤2: 下一步是降低温度传感器读取油温,用于支撑密度计算。由于分层,应在三个深度读取温度读数,平均三个读数。

    步骤3: 将收集器放入以捕获样品。比重可以使用比重计测量。一些样品进入离心机进行“研磨”以确定混合了多少水和固体物质。该样品的测量结果应用于整个批次。

    步骤4: 此时,如果卡车司机对质量感到满意,可将油泵入卡车。当传输结束时,驾驶员用胶带进行第二级测量(关闭量规)以计算传输的音量。

    所有这些步骤都是从罐顶完成的,这带来了各种安全问题。除了驾驶员从油箱上掉下来的可能性之外,打开舱口还可以释放出一股碳氢化合物蒸汽,这可能包括硫化氢。当工人被突然的蒸汽羽流窒息时,发生了许多死亡事故。这些死亡事故促使职业安全与健康管理局(OSHA)发布安全警报,告知在这些坦克上进行工作时所发生的风险。虽然可以对工人进行培训并提供个人防护设备以降低风险,但保护他们的最佳方法是将他们完全脱离水箱。

    对工人安全的深切关注促使该行业制定并采用了一项新标准:API 18.2使用替代测量方法从租赁储罐转移原油。在这种情况下,“替代”意味着实行所需的测量而无需任何人爬上坦克来打开小偷舱口。

    除了对安全性的担忧之外,在进行液位测量时还存在准确性问题。当手动实行水平测量时,它们取决于个体的挑剔并且容易出错。在读取卷尺时,这一点尤其重要。手动储罐计量标准(API 18.1)要求三个连续读数在0.25英寸范围内一致。虽然在理想条件下这可能是可能的,但在实践中很少实现。

    在API 18.2下运行
    应在18.1和18.2下收集相同的数据,但区别在于测量的方式和位置。有许多自上而下的液位测量技术可供选择,但有些技术比其他技术更适合。由于油水分离不足的可能性很大,因此操作人员应选择能够确定油水界面的水平技术。虽然井场将具有分离器以将水与油隔离,但是如下所述,该过程的效率可以得到改善。

    当分离过程不完整时,油和水就会到达不应该的地方。一层油积聚在水箱中,引入安全风险和产品损失,因为它被拖走处理。相反,水会积聚在油箱中,这会降低产品的质量。两级技术可以测量油水界面以及表面水平:磁翻板液位计和导波雷达(磁翻板液位计)。两者都可以提供满足18.2的必要精度,并且不受人类操作员的冰冷,下雨或任何其他干扰的影响。

 

磁翻板液位计.jpg

    磁翻板液位计液位测量仪器使用浮子,该浮子在向下延伸到罐底部的杆上移动。底部浮子是加重的,因此它会沉入油中但漂浮在水中,而上部浮子始终保持在油的顶部。传感机构可以确定两个浮子的位置。如果杆上没有粘性物质堆积,这种方法很有效,因此浮子可以自由移动。当存在独特的接口时,该技术还可以为整体级别和接口级别提供可靠的指示。然而,当乳液形成并导致模糊的油水分离时,磁翻板液位计技术将错误地报告不同的界面。无论是否存在良好的产品分离,界面浮动将总是停留在某处或不。这提供了一种错误的确定性,即界面的真实位置是已知的。

    固体和粘性焦油状材料在原油中很常见,它们可以涂覆在罐壁和液位仪器的探针上。使用磁翻板液位计仪器时,浮子(或两个浮子)可以部分或完全粘合到位,因此在最坏的情况下它们不会自由移动或根本不移动。这对测量的准确性具有重大的不利影响,并且操作员将无法分辨读数冻结之外发生的情况。更隐蔽的问题是如果浮子可以部分移动但是拖拽会降低精度,从而降低可重复性。这并不像读数那么容易识别。

    磁翻板液位计级仪器有一个安装在水箱顶部的发射器,探头垂直向下。该探头用作波导,将雷达脉冲向下传送到液体表面。它可以比人工手动磁带读数更准确地测量距离并具有更好的可重复性。当水位于油下方时,一些微波通过油,从而使油和水之间的界面产生额外的反射。没有活动部件,因此仪器可以承受探头上的积聚。

    通常,不必清理磁翻板液位计探针。但是,如果累积会影响测量的可靠性,则设备确实能够提醒操作员。脏探针创建的回波的性质与干净的探针不同。差异可以量化为变量指定信号质量。如果信号质量低于临界水平,操作员可以收到警告,以便他们采取适当的措施。触发警报后,在线帮助将向操作员提供有关如何解决问题的说明。

    如前所述,磁翻板液位计和磁翻板液位计之间的关键操作差异取决于它们如何处理油水界面。如果两个层是不同的,则可以提供清晰的测量。然而,在分离不明显的情况下,较低的磁翻板液位计浮子仍将停留在密度变化足以引起浮力的地方,因此它将指示界面是否存在。当使用磁翻板液位计发射机时,如果不存在明显的接口,则不会指示一个。

    虽然磁翻板液位计装置在这种情况下驱动不正确的读数,但磁翻板液位计提供有用的信息。导致界面损失的条件可能是由于在没有足够停留时间的情况下将过多的油推过分离器。这可以驱使过量的水携带到储油罐,使其有效地成为二级分离器。通过在分离器中使用磁翻板液位计发射器并使用来自磁翻板液位计发射器的这种有价值的反馈来识别接口的丢失,可以防止这种低效率。如果发生这种情况,可以将通过分隔符的流量限制回来,直到界面恢复为止。  

    托管转移的其他要素
    使用自动水平测量来处理开始和结束水平读数,但回顾前面提到的任务列表,现在可以在不攀爬水箱的情况下完成其他必要的测量,以下是一些示例。

    仍然需要进行温度测量,但这些可以在罐和卡车之间的管道中进行,而不是在罐中进行。实际上,在产品转移期间获得连续温度读数的能力允许温度在整个转移过程中取平均值。使用该方法提供的温度值更能代表转移的总产品,因此有助于提高转移精度。

    样品仍然需要经过研磨过程,然后用比重计检查。使用小阀门可以轻松安全地捕获这些样品,可以在转移过程中手动打开。

    样品收集阀和温度传感器可以构建成与输送管直径相同的短管段。通常这些线使用凸轮锁配件,因此创建一个可以在任何实际情况下插入的短截面都是一件简单的事情。

    很少有坦克,如果有的话,建造的精度等于液位变送器的能力。换句话说,墙壁的某些部分可能有点平坦,所以坦克会有不同的等级。因此,罐式捆扎台可以提高转移体积确定的准确性,因为水平的变化用于确定体积。

    例如,在给定的油箱中,由于油箱膨胀和不规则性,在油箱顶部附近引起24英寸水平变化所需的油量可以是与底部附近的相同水平变化相比可测量的不同的油量。坦克几何。在为此应用程序调试油箱时,要特别注意创建一个查找表,以将液位测量值与对应于该液位的实际体积相关联。这些表格是使用精确的流量计和精确的液位测量设备得出的。

    使用水平变送器是否足够准确以进行贸易交接?
    在起草API 18.2时,目标是以与使用API?? 18.1中定义的手动方法相同或更高的准确度来促进产品转移。请记住,API 18.1要求三个连续的手动读数在0.25英寸内达成一致。幸运的是,该委员会认识到该行业已经在他们的领域中部署了数千个级别的发射器,精度为±0.125英寸,因此提供了比手动方法更好的精度。

    这些设备由其制造商指定为高度准确,但是有可能在实践中证明准确性并保持一段时间的准确性吗?

    磁翻板液位计技术的工作原理是测量脉冲从电子设备沿着探头向后行进并再次返回的飞行时间。因此,影响该时间行程精度的组件包含在头部中的电子器件内而不是探头中。这使得可以常规地移除头部并使用NIST可追踪的校准盒进行测试。这种装置使用已知长度的同轴电缆模拟电气距离。可以使用多达五种不同的长度来在宽泛的工作范围内验证变送器,并且可以生成报告以提供设备合规性的永久记录。

    通过协同工作,这些元素可以产生更高的准确度,同时避免潜在的致命安全问题。API 18.2显示了用户如何将这些技术用于以安全和可重复的方式产生所需结果,同时对现场人工的要求最低。

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