Проектирование продуктопровода для перекачки продукции Вынгапуровского газоперерабатывающего завода. Выбор средств измерения давления для проектируемого участка трассы

- работа с сетями постоянного и переменного тока;

- расширенный диапазон рабочих температур от -40 до +60 °С.

Модуль центрального процессора ЭЛСИ-ТМ имеет встроенную системную память, память прикладных задач и интерфейсы связи. Для системной памяти и хранения набора команд используется флеш-память. В зависимости от модификации модули ЦП поддерживают сетевые протоколы Modbus, ModbusPlus и EthernetTCP/IP.

Особенности модуль центрального процессора:

- самопроверка и проверка работоспособности функциональных модулей;

- возможность подключения пульта инженера (ППИ);

- функции резервирования и масштабирования (только с исполняющей системой Elsy-TMA);

- не требует принудительной вентиляции;

- исполнения с расширенным диапазоном рабочих температур от -40 до +60°С.

Технические данные модуля центрального процессора ЭЛСИ-ТМ представлены в таблице 3.3

Таблица 3.3

Технические данные модуля центрального процессора ЭЛСИ-ТМ

Параметры	Характеристики модификаций
	ТС506С400С	ТС506С400Е	ТС507Р300ETH E	ТС507Р300ETH I
Тип процессора	Intel Celeron	Intel Celeron	Geode	Geode
Тактовая частота, МГц	400	400	300	300
Объем оперативной памяти RAM, МБ	128	128	128	128
Объем flash-памяти	128 Мб	128 Мб	128 Мб	128 Мб
Объем энергонезависимой памяти (ЭНП), КБ	32 (NVRAM)	32 (NVRAM)	32 (NVRAM)	32 (NVRAM)
Количество поддерживаемых модулей ввода/вывода, шт.	10	10	10	10
Быстродействие мс/1000 лог. инструкций	0,2	0,2	1,3	1,3
Интерфейс RS-485, RS-422	2х10 Мбит/c	2х10 Мбит/c	--	--
Интерфейс Ethernet 10/100 Base-T	3	3	1	1
Максимальное количество сигналов ввода/вывода	дискретных	5120	5120	640	640
	аналоговых	1920	1920	240	240
Протокол передачи по интерфейсным каналам	Modbus TCP/IP, Intercom, NTP, FTP, IEC 60870-5-104	Modbus TCP/IP, Intercom, NTP, FTP, IEC 60870-5-104	МЭК 60870-5-104-204 Modbus TCP, NTP, FTP, Intercom	МЭК 60870-5-104-204 Modbus TCP, NTP, FTP, Intercom
Диапазон рабочих температур, °С	0…+60	-20…+60	-20…+60	-40…+60

Модули дискретного ввода-вывода ЭЛСИ-ТМ обеспечивают сопряжение с различными датчиками, устройствами и исполнительными механизмами. Модули конфигурируются при помощи программного обеспечения с возможностью установки адресов ввода/вывода для каждого модуля в отдельности. С помощью задания установки аварийного состояния каждой точки ввода/вывода контролируется общее состояние модуля и при необходимости передача данных переключается на резервный модуль. Визуальный контроль состояния связи контролируется за счет светодиодной индикации, отображающей данные о состоянии модуля и точек ввода/вывода в частности.

Модули аналогового ввода-вывода ЭЛСИ-ТМ обеспечивают сопряжение с различными датчиками, устройствами и исполнительными механизмами. Модули конфигурируются при помощи программного обеспечения с возможностью установки адресов ввода/вывода для каждого модуля в отдельности. С помощью программного обеспечения можно задать особые режимы или эксплуатационные характеристики для различных функций аналогового ввода/вывода, например термопар и термосопротивлений, либо высокоскоростных счетчиков. При прекращении связи на канале выходные каналы можно сконфигурировать на переход в требуемое состояние. Данный режим можно задавать на каждый канал модуля в отдельности.

Коммуникационные модули ЭЛСИ-ТМ поддерживают три открытых сетевых протокола Ethernet, TCP/IP и Modbus. Эти стандарты поддерживают различные производители оборудования во всем мире. Эти протоколы обеспечивают исключительную открытость, универсальность и эффективность построения систем автоматизации. Применение коммуникационных модулей обеспечивает:

- одноранговую связь между ПЛК;

- применение промышленных серверов;

- гарантированную связь между ПЛК в рамках сети одного предприятия, распределенного производства, в том числе по технологии Web;

- сопряжение со сторонними системами автоматизации

Модули поддерживают различные реализации TCP/IP, например, по витой паре и волоконно-оптическому кабелю. Модули имеют интегрированный Web-сервер для контроля состояния и устранения неисправности удаленных входов/ выходов, сконфигурированных узлов и распределенных входов/выходов с помощью ПК.

Обслуживание и программирование отдельного модуля осуществляется как через ноутбук, так и через специализированный пульт инженера ППИ64х45.

Гибкая архитектура построения ввода-вывода на базе автоматизации ЭЛСИ-ТМ обеспечивает экономичность и высокую производительность систем управления. ПЛК ЭЛСИ-ТМ можно применять как для централизованных, так и для распределенных и удаленных систем ввода/вывода. Все три вида архитектуры можно строить с резервированием каналов связи, модулей центрального процессора и модуля питания.

ЭЛСИ-ТМ обеспечивает реализацию локального (централизованного) ввода/вывода для систем автоматизации на базе одного крейта. Общее количество точек ввода/вывода такой системы может составлять до 640 дискретных или 240 аналоговых. Для передачи информации от локальной системы ввода/вывода в распределенную систему или на пульт диспетчера применяются коммуникационные модули, устанавливаемые на общий крейт, которые устанавливаются в свою очередь в специальных шкафах внутри Блок-контейнера «ПАРС1» на площадке линейной задвижки.

Блок-контейнеры стандартного исполнения «ПАРС1»

Преимущества:

- степень огнестойкости 4 класса;

- климатическое исполнение от -50°С до +50°С;

- прочность ижесткость засчет цельносварной конструкции корпуса;

- срок службы не менее 20 лет;

- возможность многократных перемещений.

Конструктивное исполнение - изготавливается в виде цельнометаллического сварного модуля полной заводской готовности. Несущую способность конструкции обеспечивают каркасные элементы из металопрофиля и наружные формованные панели из металлического листа толщиной 2,0 мм.

3.4 Верхний уровень автоматизации. SCADA Infinity

Infinity SCADA новая разработка компании "ЭлеСи", предназначенная для автоматизации технологических процессов на крупных территориально распределенных предприятиях с непрерывным типом производства. Для управления распределенным производством организуется иерархическая система диспетчерских пунктов. В каждом диспетчерском пункте устанавливается локальный проект автоматизации. Непрерывный тип производства накладывает необходимость непрерывного мониторинга технологического процесса, постоянной готовности функций телеуправления технологическим оборудованием.

Эффективное управление распределенным предприятием подразумевает возможность получения любой технологической информации и ее сопоставление с производственными данными: планами, договорами, заказами, товарными и отчетными документами. Для производственных подразделений, объединенных непрерывным технологическим процессом с другими подразделениями, необходимо обеспечить доступ к технологической информации смежных диспетчерских пунктов. Поэтому для распределенных предприятий необходимо создать единое информационное пространство технологических и производственных данных.

В состав Infinity SCADA входят следующие компоненты сбора, обработки, хранения и предоставления технологических данных:

- Infinity Server - OPC сервер ввода/вывода - осуществляющий опрос систем автоматики и телемеханики, а также логическую обработку данных.

- Infinity Alarm Server- предназначен для уведомления пользователей о событиях и авариях на автоматизированном объекте;

- Infinity Intercom - организует единое информационное пространство технологических данных реального времени;

- Infinity History Server - обеспечивает хранение и предоставление пользователям исторической информации: значений параметров и журнала сообщений;

- Infinity Web Server - обеспечивает передачу файлов (отчетов, мнемосхем) между диспетчерскими пунктами, удаленную настройку приложений, а также организует единое информационное пространство исторических данных.

Infinity Server является базовым компонентом локального проекта автоматизации на диспетчерском пункте. Единое представление технологических данных посредством стандарта OPC позволяет обмениваться данными со сторонними ОРС серверами и легко интегрировать SCADA-пакет в общую структуру АСУ ТП.

Сервер ввода/вывода реализован по модульному принципу, что позволяет легко адаптировать сервер под требования заказчика, обеспечивает гибкость ценовой политики и оптимизацию загрузки аппаратного обеспечения. В отдельные модули вынесены функции логической обработки, опроса автоматики и телемеханики (по каждому протоколу отдельный модуль), предоставления и получения данных по ОРС (ОРС сервер и ОРС клиент).

Infinity Server обеспечивает приоритетный сбор событий телесигнализации, гарантированную передачу команд телеуправления, реализацию сложных алгоритмов и процедур управления технологическим оборудованием, выполнение сценариев обработки изменений технологических параметров, а также идентификацию общего состояния технологического процесса и сложных технологических объектов.

Непрерывный мониторинг и постоянная готовность функций управления обеспечиваются резервированием серверов. В Infinity SCADA реализована схема резервирование серверов, которую принято называть «горячей». Схема резервирования предполагает наличие двух серверов с идентичной конфигурацией программного обеспечения и средств коммуникации с информационными и технологическими сетями. В любой момент времени оба сервера работают и подключены ко всем технологическим сетям.

Один из серверов ведет опрос автоматики и телемеханики, второй находится в режиме «подслушки», то есть получает данные, не отправляя команд и запросов на получение данных. Оба сервера могут предоставлять идентичные данные реального времени ОРС клиентам, но система обеспечивает автоматическую адресацию к основному серверу, ведущему опрос. Если по ОРС осуществляется запись значений, то изменение значений производится в обоих дублирующих серверах. При несанкционированном отключении или выходе основного сервера из строя функции опроса автоматически передаются дублирующему серверу.

Infinity Alarm Server позволяет эффективно организовать уведомление пользователей об отклонениях в параметрах технологического процесса, нарушениях работоспособности, авариях технологического оборудования и других событиях на технологическом объекте. Уведомление осуществляется по стандартному интерфейсу OPC AE, что позволяет не только отображать сообщения средствами визуализации из состава пакета, но и передавать сообщения в любые сторонние системы, поддерживающие ОРС АЕ спецификацию.

Infinity Alarm Server обеспечивает рассылку сообщений по электронной почте, на мобильные средства связи (сотовый телефон, пейджер). Рассылка сообщений осуществляется в соответствии сосферой интересов каждого пользователя. Возможна печать с генерированных сообщений и отправка списка выбранных алармов на факс. Наличие механизма квитирования сообщений обеспечивает контроль доставки и прочтения сообщений.

Infinity Intercom является базой единого информационного пространства технологических данных реального времени. Infinity Intercom обеспечивает объединение адресных пространств каждого локального проекта в единое дерево технологических параметров предприятия. Транспорт значений реального времени осуществляется по сети Internet или Intranet предприятия, в том числе при наличии нестабильных каналов связи. Infinity Intercom получает информацию телеизмерений и телесигнализации из серверов ввода/вывода по ОРС, обменивается ею по сети с использованием собственногопротокола на базе TCP/IP и обеспечивает доступ к информации клиентам по ОРС интерфейсу. С точки зрения клиентского приложения, Infinity Intercom играет роль ОРС сервера, в котором доступны текущие значения всех сигналов единого информационного пространства. Контроллеры производства компании «ЭлеСи» могут быть включены в сеть Infinity Intercom без участия Infinity Server.

Использование Intercom позволяет передавать оперативные значения ОРС сигналов по нестабильным каналам связи, снижает сетевой трафик, обеспечивает быстрый доступ к оперативным значениям любых сигналов, а также снижает нагрузку на серверы ввода/вывода, особенно при запросе несколькими OPC клиентами

С целью поддержки непрерывного удаленного мониторинга процессов осуществляется резервирование узлов Intercom и альтернативных путей доступа к

данным, то есть резервирование каналов связи, дублирование источников данных.

Infinity History Server осуществляет хранение истории изменения технологических параметров и журнала сообщений. Представление исторических данных клиентским приложениям осуществляется по интерфейсу ОРС HDA, что позволяет использовать для их отображения и анализа сторонних производителей. Сервер позволяет настроить правила хранения данных, использования алгоритмов их фильтрации и прореживания. Структура хранения информации оптимизирована для построения отчетов. Сервер обеспечивает возможность хранения исторических значений из нескольких серверов ввода-вывода. Повышение надежности хранения истории обеспечивается возможностью дублирования исторической информации в нескольких серверах истории.

Infinity Web Server обеспечивает передачу файлов между диспетчерскими пунктами. В виде файлов передаются электронные документы отчеты, мнемосхемы технологических объектов, настройки программного обеспечения. Администратор каждого диспетчерского пункта создает и поддерживает в актуальном состоянии мнемосхемы технологических объектов, подчиненных диспетчерскому пункту. Мнемосхемы располагаются на Web сервере диспетчерского пункта, чтобы их можно было посмотреть с других диспетчерских пунктов. Хранение мнемосхемы каждого объекта в единственном экземпляре обеспечивает актуальность мнемосхем и возможность доступа с любого диспетчерского пункта.

Infinity Web Server обеспечивает также доступ клиентских приложений к историческим значениям параметров и журналу событий. Данный компонент обеспечивает создание многоуровневого распределенного информационного пространства исторических данных. Web Server обрабатывает OPC HDA запросы исторических данных или событий по любому технологическому объекту. То есть с точки зрения клиентских приложений является SQL или ОРС HDA сервером, в котором можно получить любую историческую информацию из единого пространства исторических данных.

Основное назначение любой SCADA системы - предоставление данных автоматизированных измерений пользователю и передача на исполнительные устройства управляющих команд. На крупных предприятиях с непрерывным типом производства осуществляется ролевое управление технологическими процессами, где каждый субъект управляет своей областью деятельности и контролирует параметры функционирования смежных областей.

Пакет Infinity SCADA предоставляет возможность организации нескольких типов автоматизированных рабочих мест:

- администратора;

- инженера КИПиА;

- оператора (диспетчера) и других специалистов предприятия.

Рабочее место администратора включает в себя инструменты, необходимые для конфигурирования, диагностики, технического обслуживания, настройки компонент пакета, компьютеров, на которых они установлены, и коммуникационных устройств. Рабочее место инженера КИПиА включает в себя средства по диагностике систем автоматики и телемеханики, средства по настройке и калибровке датчиков телеметрии и исполнительных механизмов. Рабочее место оператора предоставляет возможность непрерывного мониторинга технологического процесса, управления технологическим оборудованием, формирования необходимой отчетности о ходе производственного процесса.

Поскольку оператор (диспетчер) является целевым субъектом АСУ ТП, рассмотрим более подробно компоненты Infinity SCADA, обеспечивающие создание его рабочего места. Основу АРМ диспетчера составляют следующие средства визуализации:

- Infinity Explorer - среда навигации и управления приложениями АРМ;

- Infinity HMI - среда разработки и отображения динамических графических мнемосхем объектов;

- Infinity Alarms - программные средства отображения в реальном времени сообщений о событиях на автоматизированном объекте, а также журнала событий за выбранный период времени;

- Infinity Reports - подсистема формирования отчетности о ходе технологических процессов и состоянии технологического оборудования;

- Infinity Trends - программа отображения изменений параметров во времени в виде графиков.

Вид окна Infinity Trends представлен на рисунке 3.4.

3.5 Технические средства автоматизации

Датчики давления ТЖИУ.406.

Сигнализаторы ТЖИУ.406423.009.01 предназначены для коммутации цепей при достижении уставки срабатывания и обратного переключения контактной группы при изменении давления на величину дифференциала. Под уставкой срабатывания понимается значение давления, при котором должно происходить срабатывание сигнализатора (коммутация электрических цепей).



Рисунок 3.4 - Вид окна Infinity Trends

Тензочувствительный элемент датчика - тензопреобразователя представляет собой плоскую кремниевую мембрану, на которой сформирована схема в виде тензочувствительного моста, или плоскую металлическую мембрану с напаянной на ней структурой, на которой сформирована схема в виде тензочувствительного моста.

Внутренняя полость датчика-тензопреобразователя отделена разделительной мембраной от рабочей камеры, в которую поступает рабочая среда, при этом внутренняя полость заполнена электроизоляционной кремнийорганической жидкостью или соединена с атмосферой.

Тензосхема соединена с электронным блоком.

Структурная схема электронного блока датчика приведена на рисунке 3.5.

Измеряемый параметр, воздействуя на тензомост (ТМ), приводит к изменению его сопротивлений.

Напряжение с тензомоста, усиленное дифференциальным усилителем (ДУ) подается на блок термокомпенсации и регулировки (БТиР).

Сигнал с БТиР преобразуется в выходной токовый сигнал преобразователем напряжения в ток (ПНТ).



Рисунок 3.5 - Структурная схема электронного блока

Р - измеряемый параметр; ТМ - тензомост; ДУ - дифференциальный усилитель; БТиР - блок термокомпенсации и регулировки; R67, R68, R69 - подстроечные резисторы; ПДИ - переключение диапазона измерения; ПНТ - преобразователь напряжения в ток

Схема электронного блока датчика универсальна и при соответствующей установке перемычек (на предприятии-изготовителе) может работать с выходным токовым сигналом:

- от 0 до 5 мА (от 5 до 0 мА) для четырехпроводной схемы подключения датчика;

- от 4 до 20 мА (от 20 до 4 мА) для двухпроводной и четырехпроводной схемы подключения датчика.

Внутренняя полость датчика-тензопреобразователя отделена разделительной мембраной от рабочей камеры, в которую поступает рабочая среда, при этом внутренняя полость заполнена электроизоляционной кремнийорганической жидкостью.

Регулировка корректоров нуля «НОЛЬ» и чувствительности «ЧУВСТВ» в эксплуатации осуществляется резисторами R68 и R69 соответственно.

Регулировка гасителя пульсаций «ГП» осуществляется с помощью резистора R67. Поворот по часовой стрелке резистора R67 увеличивает время отклика датчика до 20-25 с.

Все составные части схемы запитываются от источника питания через стабилизатор напряжения, обладающий высокой температурной стабильностью и широким диапазоном входных напряжений.

Работа датчика ТЖИУ.406233.006

В исходном состоянии тензочувствительный элемент испытывает воздействие атмосферного давления, а сигнал с измерительной диагонали тензомоста при подключении датчика в соответствии со схемой в цепи сопротивления нагрузки R_н формируется ток, пропорциональный величине атмосферного давления.

При подаче абсолютного давления состояние тензочувствительного элемента изменяется, происходит его деформация и соответствующее изменение сопротивлений тензорезисторов. Происходит разбалансировка тензомоста, а на его измерительной диагонали появляется разность потенциалов, пропорциональная воздействующему давлению.

Электрический сигнал с диагонали тензомоста через проводники поступает на электронный блок, который преобразует электрический сигнал в пропорциональный токовый сигнал в цепи нагрузки.

Технические характеристики:

- контакты обеспечивают коммутацию активной и индуктивной нагрузки с током 1-100 мА при напряжении 20-30 В, при этом падение напряжения на контакте не превышает 1 В. Число срабатываний не более 10⁵ при указанных нагрузках. Значение давления срабатывания для расчета приведенной погрешности равно 80,0 кПа;

- принцип действия сигнализатора основан на уравновешивании сил, создаваемых в чувствительных элементах и упругих деформаций пружин. Изменение давления в ЧЭ изменяет равновесие сил, вызывает перемещение измерительной системы и, при достижении значения давления уставки, переключение (срабатывание) контактной системы.

Система виброакустического мониторинга протяженных объектов САМПО

Система виброакустического мониторинга протяженных объектов представляет собой масштабируемый комплекс с непрерывным контролем состояния объекта и возможностью оперативного реагирования на происшествия. Кроме того предусмотрена возможность дистанционной оценки состояния объекта в целом на ситуационном мониторе.

Система мониторинга состояния нефте- продуктопровода представлена на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 - Принципиальная схема системы виброакустического мониторинга протяженных объектов

Упрощенная архитектура САМПО представляет собой оптоволоконный кабель серийного исполнения без проводников электрического тока, подключаемый к кабелю логический модуль и персональный компьютер оператора, соединяемый с логическим модулем посредством любого из ныне существующих протоколов связи.

Для нужд контроля состояния и охраны трубопровода система реагирует на такие воздействия и любые их комбинации как:

- земляные работы в охраняемом коридоре;

- воздействие на материал стенок трубопровода;

- утечка перекачиваемого флюида из трубопровода;

- обрыв кабеля-датчика

Для определения координаты внешнего воздействия весь оптоволоконный тракт кабеля-датчика разбивается на независимые каналы (до 14000 каналов по 5 м каждый на 70 км плеча системы), в каждом из которых проводится отсчет амплитуды сигнала с заданной дискретизацией и многоступенчатая цифровая обработка полученной информации. Взаимное влияние на соседних каналах составляет не хуже 10 дБ. Поэтому количество одновременно локализуемых воздействий на датчик в разных его точках ограничено числом каналов на подключенном кабеле.

Помимо единичного логического модуля в обработке участвует ряд обособленных компьютеров, что предохраняет от возможных ложных срабатываний. Многоступенчатая обработка полезного сигнала (рисунок 3.7) гарантирует отсутствие ложных срабатываний каналов даже в случае регистрации несанкционированного воздействия на фоне многократно более сильной помехи.

Рисунок 3.7 - Многоступенчатая обработка полезного сигнала

Дублирование узлов системы, возможность «горячей» замены вышедших из строя блоков и регулярное самотестирование системы с выдачей предупреждающих сообщений на консоль оператора гарантирует пользователю устойчивую, надежную и бесперебойную работу.

Внешний вид и конструкция кабеля-датчика волоконно-оптического с броней из гофрированной стальной ленты представлены на рисунке 3.8.

Основные технические характеристики кабеля:

1) количество оптических волокон - 8 шт;

2) допустимое растягивающее усилие - от 1,5 до 3,5 кН;

3) температурный диапазон - (-40...+60°С);

4) наружный диаметр - 14,4,мм;

5) масса 1 км кабеля- 194 кг.

Кабель-датчик выполнен на базе серийного оптического кабеля, не содержит проводников электрического тока и не требует особых условий по его размещению. Уложенная и подключенная строительная длина кабеля-датчика немедленно начинает действовать в соответствии со своими штатными функциями после её засыпки грунтом или закрепления на опорах (в случае наземной прокладки).

Рисунок 3.8 - Внешний вид и конструкция кабеля-датчика волоконно-оптического

1 - оптическое волокно; 2 - гидрофобный заполнитель; 3 - полимерная труба; 4 - центральный силовой элемент; 5 - гидрофобный заполнитель; 6 - скрепляющая лента; 7 - полиэтиленовая оболочка; 8 - броня из гофрированной стальной ленты; 9 - внешняя оболочка из полиэтилена

Система виброакустического мониторинга протяженных объектов обладает следующими параметрами:

1) точность локализации воздействия - (+/-) 5 м;

2) длина контролируемого 1 модулем САМПО участка трубопровода - до 140 км;

3) число каналов измерения - до 28000;

4) временное разрешение в каждом канале - 1 мс;

5) чувствительность - интерференционная, на уровне 0,1 радиана;

6) чувствительность - механическая, не хуже 4*10^-8 м;

7) взаимное влияние каналов - не хуже 10 дБ для соседних каналов;

8) возможное количество одновременно регистрируемых одинаковых и/или различных воздействий - по числу каналов измерения.



4. Выбор средств измерения давления на проектируемом участке трассы

Расчет выбора средств измерения давления производится на основании метрологических характеристик.

Современной промышленностью в настоящее время выпускаются стандартные средства измерения давления со следующими диапазонами измерения: пределы измерений 0…1/ 0…2,5/0… 4/ 0… 6 / 0…10/ 0…16 / 0…25/ 0…40/ 0…60.

4.1 Метрологические характеристики

Точность - это близость результатов к истинному значению, чем ближе результат к истинному значению, тем точность выше.

Погрешность измерения - оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.

Поскольку выяснить с абсолютной точностью истинное значение любой величины невозможно, то невозможно и указать величину отклонения измеренного значения от истинного. Это отклонение принято называть ошибкой измерения.

На практике вместо истинного значения используют действительное значение величины Х_д, то есть значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него. Такое значение, обычно, вычисляется как среднестатистическое значение, полученное при статистической обработке результатов серии измерений. Это полученное значение не является точным, а лишь наиболее вероятным. Поэтому в измерениях необходимо указывать, какова их точность. Для этого вместе с полученным результатом указывается погрешность измерений.

Абсолютная погрешность - ?Х является оценкой абсолютной ошибки измерения. Величина этой погрешности зависит от способа её вычисления, который, в свою очередь, определяется распределением случайной величины Х_meas. При этом неравенство:

?Х > | Х_meas - Х_true |, (4.1)

где Х_true - истинное значение,

Х_meas - измеренное значение, должно выполняться с некоторой вероятностью, близкой к 1.

Если случайная величина Х_true распределена по нормальному закону, то обычно за абсолютную погрешность принимают её среднеквадратичное отклонение. Абсолютная погрешность измеряется в тех же единицах измерения, что и сама величина.

Существует несколько способов записи величины вместе с её абсолютной погрешностью. Обычно используется запись со знаком ±.

Для записи величин, измеренных с очень высокой точностью, используется другая запись: цифры, соответствующие погрешности последних цифр мантиссы, дописываются в скобках. Например, измеренное значение постоянной Больцмана равно 1,3806488(13)Ч10?23 Дж/К, что так же можно записать значительно длиннее как 1,3806488Ч10?23±0,0000013Ч10?23Дж/К.

Относительная погрешность - погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному или измеренному значению измеряемой величины:

дx=;(4.2)

дx=.(4.3)



Относительная погрешность является безразмерной величиной, либо измеряется в процентах.

Приведённая погрешность - погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона. Вычисляется по формуле:

, (4.4)

где X_n - нормирующее значение, которое зависит от типа шкалы измерительного прибора и определяется по его градуировке:

- если шкала прибора односторонняя, то есть нижний предел измерений равен нулю, то X_n определяется равным верхнему пределу измерений;

- если шкала прибора двухсторонняя, то нормирующее значение равно ширине диапазона измерений прибора.

Приведённая погрешность является безразмерной величиной, либо измеряется впроцентах.

Формулы вычисления погрешностей косвенных измерений основаны на представлениях дифференциального исчисления.

Пусть зависимость величины Y от измеряемой величины Z имеет простой вид:

.(4.5)

Здесь a и b - постоянные, значения которых известны.

Если z увеличить или уменьшить на некоторое число ?z, то y соответственно изменится на a?z : y₀+?z

(4.6)

Если ?z - погрешность измеренной величины Z, то соответственно будет погрешностью вычисляемой величины Y. Получим формулу абсолютной погрешности в общем случае функции одной переменной y = f(z). Пусть график этой функции имеет вид, показанный на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - отклонение величины Yот измеряемой величины Z

Точному значению аргумента z₀ соответствует точное значение функции y₀=f(z₀). Измеренное значение аргумента отличается от точного значения аргумента на величину Дz вследствие ошибок измерений. Значение функции будет отличаться от точного на величину Дy.

Из геометрического смысла производной как тангенса угла наклона касательной к кривой в данной точке (см. рисунок 4. 1) следует:

.(4.7)

Качество результата характеризуется относительной погрешностью:

;(4.8)

;(4.9)

;(4.10)

;(4.11)

;(4.12)

(4.13)

В последней «трети» шкалы имеем минимальное значение относительной погрешности, соответственно наибольшую точность.

Погрешности измерения - это отклонение результата от истинного значения, чем ближе результат к истинному значению, тем погрешность меньше. Поэтому столь важно это учитывать [6].

4.2 Свойства трубчатого манометра

Все выше сказанное относится к преобразовательным средствам измерения. Манометры, широко используемые в качестве индикаторных средств измерения на нефте- и нефтепродуктопроводах имеют другую зону минимальной погрешности.

Упругим элементом манометра является трубчатая пружина эллиптического или овального сечения, согнутая по кругу (рисунок 4.2).

Распрямление трубчатой пружины при увеличении давления происходит вследствие следующих причин. С повышением давления пружина в поперечном сечении стремится увеличиться. При этом малая ось эллипса увеличивается, в то время как длина пружины остается неизменной, что вызывает раскручивание пружины.

Рисунок 4.2 - упругий элемент манометра

Принцип работы трубчатой пружины понятен из следующих рассуждений.

Введем обозначения: ОА = R, ОА' = r и угол АОВ = б до деформации и R', r' и б' соответственно после деформации. Тогда:

;(4.14)

,(4.15)

Вычитая из равенства (4.10) равенство (4.11), получим:

.(4.16)

Так как и представляют собой малую ось эллипса трубки до и после деформации, то обозначим их соответственно b и b'. Тогда равенство (4.16) примет такой вид:

.(4.17)

Так как по принятому условию то, следовательно, , т.е. с увеличением давления внутри трубчатой пружины последняя будет распрямляться.

Полагая, что b' = b?b и , и подставив эти значения в равенство (4.17), получим:

.(4.18)

Решая уравнение (13) относительно ?б, получим:

.(4.19)

Из формулы (4.19) можно сделать следующие выводы:

1) будет тем больше, чем больше первоначальный угол закручивания б и чем меньше малая ось эллипса;

2) пружина круглого сечения распрямляться с увеличением внутреннего давления не будет, так как для нее , следовательно, и также будет равно нулю.

К недостаткам трубчатых пружин относится явление так называемого упругого последействия, которое заключается в том, что пружина не возвращается в прежнее положение сразу после снятия нагрузки. Это исходное положение пружина принимает по истечении некоторого промежутка времени, который может быть в пределах от нескольких минут до нескольких суток. Величина упругого последействия трубчатых пружин зависит от качества материала, из которого выполнена трубка, и от совершенства технологии изготовления пружины. Упругое последействие является существенной характеристикой, как трубчатой пружины, так и всякого упругого элемента. Величина упругого последействия пружины является одной из характеристик, определяющих класс точности прибора.

Возможны случаи, когда даже по прошествии длительного времени после снятия нагрузки пружина не возвращается в свое прежнее положение. Это является следствием остаточной деформации.

Остаточная деформация появляется после нагрузки пружины сверх предела пропорциональности или в результате усталости материала пружины от длительной эксплуатации ее на нагрузках, близких к пределу пропорциональности. Предел пропорциональности пружины это та нагрузка, до которой раскручивание пружины пропорционально действующему на нее усилию и после которой приращение раскручивания пружины не пропорционально приращению действующей силы.

Максимальный предел измерения манометра должен быть ниже предела пропорциональности трубки. Чем ближе максимальный предел измерения манометра к пределу пропорциональности трубки, тем быстрее накапливается остаточная деформация, и манометр приходит в негодность.

Если через д_р обозначить предел пропорциональности трубки, а через Р_макс -- максимальное давление, которое для нее назначено, то их отношение будет коэффициентом прочности трубки:

.(4.20)

Коэффициент прочности трубки должен быть больше единицы. Чем больше коэффициент прочности трубки (иными словами, чем выше запас прочности), тем дольше она работает без накопления остаточной деформации.

Исследования показывают, что предел пропорциональности зависит от геометрических размеров трубки (соотношение осей сечения трубки, толщина стенок трубки, диаметр трубки) и от свойств материала, из которого она изготовлена.

Чем больше отношение большой оси поперечного сечения трубки к малой, тем ниже предел пропорциональности. Чем больше толщина стенок трубки, тем выше предел пропорциональности; С увеличением диаметра растет также и предел пропорциональности трубки.

Предел пропорциональности трубки тем выше, чем выше предел прочности материала, из которого трубка изготовлена.

Из выше сказанного ясно, что, используя зависимость предела пропорциональности от геометрических параметров и свойств материала, можно изготовить трубку на любой желаемый предел измерения.

Манометры с трубчатой пружиной изготовляют на верхние пределы измерения от 0,5 до 2000 кг/см².Устройство обыкновенного трубчатого манометра приведено на рисунке 4.3.

автоматизация задвижка утечка трубопровод



Рисунок 4.3 - Трубчатый манометр

Упругим элементом этого манометра является согнутая по кругу полая трубка 5, имеющая в сечении форму эллипса или удлиненного овала. Один конец этой трубки впаян в держатель 11,второй конец заглушен пробкой 9. Держатель прикреплен к корпусу манометра 4 винтами и имеет выступающий из корпуса штуцер 1 с резьбой, посредством которого производят подсоединение прибора. Внутри штуцера имеется канал, соединяющийся с внутренней полостью трубки 5. В верхней части держатель имеет строганую площадку, на которой смонтирован передаточный механизм.

Свободный конец трубки шарнирно соединен с поводком 10, который вторым концом также шарнирно связан с зубчатым сектором 8. Сектор может свободно вращаться вокруг оси, проходящей через его середину и фиксированной в отверстиях нижней и верхней пластин 7 механизма. Сектор 8 зубчатым зацеплением соединен с трибкой (маленькой шестерней), не показанной на фигуре. Трибка жестко сидит на оси, проходящей через те же пластины, что и ось сектора.

Для уничтожения мертвого хода к трибке присоединен упругий металлический волосок 6, второй конец которого крепится к какой-либо неподвижной части манометра. Таким образом, трибка всегда прижата к сектору силой упругости волоска, вследствие чего уничтожаются зазоры в зацеплении, являющиеся причиной мертвого хода. На ось трибки плотно насажена стрелка 2.

Под действием давления трубка раскручивается и тянет поводок, поворачивающий в свою очередь сектор вокруг его оси. Сектор 8, поворачиваясь, вращает трибку с насаженной на ее ось стрелкой, которая своим концом по шкале 3 указывает величину измеряемого давления.

Регулировка манометра осуществляется изменением длины поводка и перемещением точки его соединения с хвостовиком сектора [7].

Следовательно, наиболее оптимальные метрологические характеристики датчиков измерения избыточного давления имеют в последней трети шкалы измерения (диапазон измерения), а манометры - вторую треть. Для получения более точных результатов в диспетчерской СДКУ и линейными обходчиками необходимо учитывать это свойство средств измерения.

4.3 Расчет фактического давления на контрольных пунктах

Проведем расчет фактического рабочего давления на участках установки контрольных пунктов (КП) узлов задвижек на продуктопроводе.

КП расположены на 1, 11, 19, 29, 39, 47, 57, 66, 73 и 81 пикетах, что соответствует 1, 11, 19, 29, 39, 47, 57, 66, 73 и 81 км продуктопровода. Данные точки устанавливаются до и после мест пересечения продуктопровода с естественными преградами, которые требуют особого внимания.

В большинстве современных СДКУ по показаниям давления на участках нефтепровода диспетчер может иметь косвенные сведения о наличии или отсутствии аварийного разлива нефти. Поэтому истинные показания давления является весьма критичным показателем.

В связи с мало пересеченной местностью проектируемого участка продуктопровода фактическое давление в действующем продуктопроводе незначительно отклоняется от проектируемого рабочего давления. Совмещением статического и динамического методов предоставляемых гидроуклоном и продольным профилем проектируемого участка, возможно вычислить ожидаемое давление в интересующих нас КП продуктопровода и произвести наилучший подбор средств измерения.

Гидравлический уклон - это динамическая величина, характеризующая собой потерюнапора на единицу длины трубопровода.

При постоянной скорости течения и одинаковой высоте трубопровода (то есть, при горизонтальном положении трубопровода) тангенс угла (i) гидравлического уклона определяется по формуле :

(4.21)

где H₁ - напор потока жидкости в начале участка русла, МПа,

H₂ - напор потока жидкости в конце участка русла, МПа,

l - длина участка русла, м.

Для ламинарного течения жидкости в трубах круглого сечения гидравлический уклон определяется по формуле:

(4.22)

где л - коэффициент потерь на трение по длине,

Q - расход жидкости, м³/c,

D - диаметр трубы, м.

Для наклонных трубопроводах гидравлический уклон численно равен тангенсу угла, чуть меньшего, чем угол наклона русла.

Динамический режим продуктопровода

Гидравлический уклон играет важную роль при расчёте трубопроводов.

Гидравлические потери - вид потерь энергии в трубопроводах другом гидрооборудовании, обусловленный работой сил вязкого трения между слоями жидкости, а также силами взаимодействия между жидкостью и контактирующими с ней твёрдыми телами и газами.

Гидравлические потери принято разделять на три вида:

- потери на трение по длине, которые определяются поформуле Дарси-Вейсбаха;

,(4.23)

где ?P - потери давления на гидравлическом сопротивлении, МПа,

с - плотность жидкости, кг/м³,

L - длина трубы, м,

D - диаметр трубы, м,

- величина, которая называется скоростным (или динамическим) напором, МПа,

V - средняя скорость течения жидкости, м/с;

- местные гидравлические потери, для которых коэффициенты потерь (коэффициенты Дарси) вычисляются по эмпирическим формулам; примером местных потерь могут служить внезапное расширение трубы, внезапное сужение трубы, поворот трубы и другие;

- потери в гидрооборудовании; этот вид потерь определяется по принципу автомодельности.

Гидравлические потери выражают:

1) в потерях напора ?h в метрах столба среды,

2) либо в потерях давления ?P в паскалях, ?h=?P/с?,

где с - плотность среды, кг/м³,

? - гравитационная постоянная, Н/м.

Следует отметить, что гидравлические потери при ламинарном режиме течения жидкости меньше, чем при турбулентном, если все прочие условия (в частности, скорость движения жидкости) одинаковы. Однако, при одинаковом режиме течения жидкостей - чем меньше скорость жидкости, тем больше гидравлические потери на том или ином гидравлическом сопротивлении.

Статический режим продуктопровода

При отсутствии процесса перекачки продукта в продуктопроводе, т.е. в режиме статического состояния жидкости, перепад давления по продуктопроводу будет зависеть от профиля, по соотношению:

,(4.24)

где с - плотность перекачиваемого продукта, кг/м³,

?- гравитационная постоянная, Н/м,

h - перепад высот, м.

Перепады давления возникают за счет изменения высоты h от нулевого уровня, который условно принят на 48 м над уровнем моря (рисунок 4.4)

Рисунок 4.4 - Изменение высоты, относительно нулевого уровня

Совмещая статический и динамический показатель производим расчеты фактического давления в продуктопроводе.

На рисунке 4.5 представлен совмещенные гидроуклон и продольный профиль трассы продуктопровода, с указанием пикетов, на которых расположены КП.

Выбранные технические манометры представлены в таблице 4.1.

Рисунок 4.5 - Рельеф трассы и гидроуклон

Таблица 4.1

Выбранные технические манометры

№ пикета	Фактическое давление, МПа	Необходимый диапазон, МПа	Марка датчика давления
1	4	0…6	МП4-У
11	3,886	0…4
19	3,752	0…4
29	3,536	0…4
39	3,347	0…4
47	3,095	0…4
57	2,952	0…4
66	2,785	0…4
73	2,701	0…4
81	2,550	0…4

Выбранные средства измерения представленные в таблице 4.2

Датчик давления ТЖИУ.406 с оптимальным настраиваемым диапазоном

Таблица 4.2

Перечень технических манометров и датчиков давления

№ пикета	Марка технического манометра	Диапазон измерения, МПа	Марка датчика давления	Верхний предел измерения, МПа
1	МП4-У	0…6	ТЖИУ.406	6
11		0…4		4
19		0…4		4
29		0…4		4
39		0…4		4
47		0…4		4
57		0…4		4
66		0…4		4
73		0…4		4
81		0…4		4

Расчеты выполнены при помощи программного комплекса Microsoft Office, представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Расчет давления в точке продуктопровода

№ пикета	км	Высота над уровнем моря, м	Гидроуклон, МПа	Перепад, м	Давление в точке на перепаде	В точке, МПа
					Н/м2	МПа
0	660	48	4	0	0	0	4
1	661	50	3,984	2	11309,200	0,011	3,973
2	662	52	3,968	4	22618,400	0,023	3,945
3	663	51	3,952	3	16963,800	0,017	3,935
4	664	51	3,936	3	16963,800	0,017	3,919
5	665	53	3,920	5	28273,000	0,028	3,892
6	666	55	3,904	7	39582,200	0,040	3,864
7	667	73	3,888	25	141365,000	0,141	3,747
8	668	65	3,872	17	96128,200	0,096	3,776
9	669	47	3,856	-1	-5654,600	-0,006	3,862
10	670	39	3,840	-9	-50891,400	-0,051	3,891
11	671	37	3,824	-11	-62200,600	-0,062	3,886
12	672	37	3,808	-11	-62200,600	-0,062	3,870
13	673	36	3,792	-12	-67855,200	-0,068	3,860
14	674	37	3,776	-11	-62200,600	-0,062	3,838
15	675	40	3,760	-8	-45236,800	-0,045	3,805
16	676	42	3,744	-6	-33927,600	-0,034	3,778
17	677	45	3,728	-3	-16963,800	-0,017	3,745
18	678	42	3,712	-6	-33927,600	-0,034	3,746
19	679	38	3,696	-10	-56546,000	-0,057	3,752
20	680	42	3,680	-6	-33927,600	-0,034	3,714
21	681	45	3,664	-3	-16963,800	-0,017	3,681
22	682	46	3,648	-2	-11309,200	-0,011	3,659
23	683	47	3,632	-1	-5654,600	-0,006	3,637
24	684	48	3,616	0	0,000	0,000	3,616
25	685	51	3,600	3	16963,800	0,017	3,583
26	686	53	3,584	5	28273,000	0,028	3,555
27	687	51	3,568	3	16963,800	0,017	3,551
28	688	50	3,552	2	11309,200	0,011	3,540
29	689	49	3,536	1	5654,600	0,006	3,530
30	690	48	3,520	0	0,000	0,000	3,520
31	691	46	3,504	-2	-11309,200	-0,011	3,515
32	692	42	3,488	-6	-33927,600	-0,034	3,522
33	693	42	3,472	-6	-33927,600	-0,034	3,506
34	694	45	3,456	-3	-16963,800	-0,017	3,473
35	695	47	3,440	-1	-5654,600	-0,006	3,445
36	696	49	3,424	1	5654,600	0,006	3,418
37	697	52	3,408	4	22618,400	0,023	3,385
38	698	54	3,392	6	33927,600	0,034	3,358
39	699	53	3,376	5	28273,000	0,028	3,347
40	700	55	3,360	7	39582,200	0,040	3,320
41	701	60	3,344	12	67855,200	0,068	3,276
42	702	70	3,328	22	124401,200	0,124	3,203
43	703	68	3,312	20	113092,000	0,113	3,198
44	704	73	3,296	25	141365,000	0,141	3,154
45	705	60	3,280	12	67855,200	0,068	3,212
46	706	64	3,263	16	90473,600	0,090	3,173
47	707	75	3,247	27	152674,200	0,153	3,095
48	708	74	3,231	26	147019,600	0,147	3,084
49	709	77	3,215	29	163983,400	0,164	3,051
50	710	68	3,199	20	113092,000	0,113	3,086
51	711	60	3,183	12	67855,200	0,068	3,116
52	712	62	3,167	14	79164,400	0,079	3,088
53	713	74	3,151	26	147019,600	0,147	3,004
54	714	66	3,135	18	101782,800	0,102	3,034
55	715	62	3,119	14	79164,400	0,079	3,040
56	716	62	3,103	14	79164,400	0,079	3,024
57	717	72	3,087	24	135710,400	0,136	2,952
58	718	70	3,071	22	124401,200	0,124	2,947
59	719	74	3,055	26	147019,600	0,147	2,908
60	720	65	3,039	17	96128,200	0,096	2,943
61	721	62	3,023	14	79164,400	0,079	2,944
62	722	73	3,007	25	141365,000	0,141	2,866
63	723	71	2,991	23	130055,800	0,130	2,861
64	724	77	2,975	29	163983,400	0,164	2,811
65	725	73	2,959	25	141365,000	0,141	2,818
66	726	76	2,943	28	158328,800	0,158	2,785
67	727	72	2,927	24	135710,400	0,136	2,792
68	728	79	2,911	31	175292,600	0,175	2,736
69	729	80	2,895	32	180947,200	0,181	2,714
70	730	76	2,879	28	158328,800	0,158	2,721
71	731	74	2,863	26	147019,600	0,147	2,716
72	732	73	2,847	25	141365,000	0,141	2,706
73	733	71	2,831	23	130055,800	0,130	2,701
74	734	64	2,815	16	90473,600	0,090	2,725
75	735	51	2,799	3	16963,800	0,017	2,782
76	736	48	2,783	0	0,000	0,000	2,783
77	737	51	2,767	3	16963,800	0,017	2,750
78	738	65	2,751	17	96128,200	0,096	2,655
79	739	70	2,735	22	124401,200	0,124	2,611
80	740	73	2,719	25	141365,000	0,141	2,578
81	741	75	2,703	27	152674,200	0,153	2,550
83	742	77	2,687	29	163983,400	0,164	2,523
84	743	49	2,671	1	5654,600	0,006	2,665
85	744	41	2,655	-7	-39582,200	-0,040	2,695
86	745	52	2,639	4	22618,400	0,023	2,616
87	746	48	2,623	0	0,000	0,000	2,623
88	747	47	2,607	-1	-5654,600	-0,006	2,613
89	748	49	2,591	1	5654,600	0,006	2,585
90	749	50	2,575	2	11309,200	0,011	2,564
91	750	49	2,559	1	5654,600	0,006	2,553
92	751	44	2,543	-4	-22618,400	-0,023	2,566
93	752	41	2,527	-7	-39582,200	-0,040	2,567
94	753	38	2,511	-10	-56546,000	-0,057	2,568
95	754	40	2,495	-8	-45236,800	-0,045	2,540
96	755	54	2,479	6	33927,600	0,034	2,445
97	756	47	2,463	-1	-5654,600	-0,006	2,469
98	757	45	2,447	-3	-16963,800	-0,017	2,464
99	758	44	2,431	-4	-22618,400	-0,023	2,454
100	759	44	2,415	-4	-22618,400	-0,023	2,438
101	760	45	2,399	-3	-16963,800	-0,017	2,416
102	761	44	2,383	-4	-22618,400	-0,023	2,406
103	762	43	2,367	-5	-28273,000	-0,028	2,395
104	763	41	2,351	-7	-39582,200	-0,040	2,390
105	764	39	2,335	-9	-50891,400	-0,051	2,386
106	765	44	2,319	-4	-22618,400	-0,023	2,341
107	766	46	2,303	-2	-11309,200	-0,011	2,314
108	767	49	2,287	1	5654,600	0,006	2,281
109	768	52	2,271	4	22618,400	0,023	2,248
110	769	52	2,255	4	22618,400	0,023	2,232
111	770	50	2,239	2	11309,200	0,011	2,227
112	771	49	2,223	1	5654,600	0,006	2,217
113	772	49	2,207	1	5654,600	0,006	2,201
114	773	40	2,191	-8	-45236,800	-0,045	2,236
115	774	41	2,175	-7	-39582,200	-0,040	2,214
116	775	39	2,159	-9	-50891,400	-0,051	2,210
117	776	36	2,143	-12	-67855,200	-0,068	2,211
118	777	36	2,127	-12	-67855,200	-0,068	2,195
119	778	34	2,111	-14	-79164,400	-0,079	2,190
120	779	36	2,095	-12	-67855,200	-0,068	2,163
121	780	39	2,079	-9	-50891,400	-0,051	2,130
122	781	38	2,063	-10	-56546,000	-0,057	2,119
123	782	41	2,047	-7	-39582,200	-0,040	2,086
124	783	43	2,031	-5	-28273,000	-0,028	2,059
125	784	46	2,015	-2	-11309,200	-0,011	2,026
126	785	48	1,999	0	0,000	0,000	1,999
127	786	47	1,983	-1	-5654,600	-0,006	1,988
128	787	48	1,967	0	0,000	0,000	1,967
129	788	51	1,951	3	16963,800	0,017	1,934
130	789	52	1,935	4	22618,400	0,023	1,912
131	790	56	1,919	8	45236,800	0,045	1,873
132	791	64	1,903	16	90473,600	0,090	1,812
133	792	62	1,887	14	79164,400	0,079	1,807
134	793	60	1,871	12	67855,200	0,068	1,803
135	794	65	1,855	17	96128,200	0,096	1,758
136	795	77	1,839	29	163983,400	0,164	1,675
137	796	73	1,823	25	141365,000	0,141	1,681
138	797	75	1,806	27	152674,200	0,153	1,654
139	798	78	1,790	30	169638,000	0,170	1,621
140	799	74	1,774	26	147019,600	0,147	1,627
141	800	71	1,758	23	130055,800	0,130	1,628
142	801	66	1,742	18	101782,800	0,102	1,641
143	802	60	1,726	12	67855,200	0,068	1,659
144	803	62	1,710	14	79164,400	0,079	1,631
145	804	72	1,694	24	135710,400	0,136	1,559
146	805	74	1,678	26	147019,600	0,147	1,531
147	806	69	1,662	21	118746,600	0,119	1,544
148	807	72	1,646	24	135710,400	0,136	1,511
149	808	74	1,630	26	147019,600	0,147	1,483
150	809	72	1,614	24	135710,400	0,136	1,479
151	810	73	1,598	25	141365,000	0,141	1,457
152	811	74	1,582	26	147019,600	0,147	1,435
153	812	75	1,566	27	152674,200	0,153	1,414
154	813	79	1,550	31	175292,600	0,175	1,375
155	814	76	1,534	28	158328,800	0,158	1,376
156	815	81	1,518	33	186601,800	0,187	1,332
157	816	80	1,502	32	180947,200	0,181	1,321
158	817	77	1,486	29	163983,400	0,164	1,322
159	818	67	1,470	19	107437,400	0,107	1,363
160	819	64	1,454	16	90473,600	0,090	1,364
161	820	73	1,438	25	141365,000	0,141	1,297
162	821	61	1,422	13	73509,800	0,074	1,349

В связи с малопересеченной местностью и относительно не высокой плотностью перекачиваемого продукта разница в диапазонах приборов измерения давления не большая.

Выполним подобный расчет для участка нефтепровода «Туймазы- Уфа- 3 очередь (ТУ-3)» от ЛПДС «Субханкулово» до ЛПДС «Языково» протяженностью 65 км. Плотность перекачиваемой нефти составляет 892 кг/м³ [8]. Продольный профиль магистрального нефтепровода и расположение КП представлены на рисунке 4.6

Подбор средств измерения для каждого КП представлен в таблице 4.5.

Таблица 4.5

Выбор датчиков давления и технических манометров для каждого КП

№ КП	Давление, МПа	Подходящий диапазон измерения манометра, МПа	Марка технического манометра	Верхний предел измерения датчика давления, МПа	Марка датчика давления
1	4,000	0…6	МП4-У	6	ТЖИУ.406
2	3,955	0…4		4
3	3,899	0…4		4
4	3,377	0…4		4
5	3,524	0…4		4
6	3,309	0…4		4
7	1,870	0…2,5		2,5
8	1,693	0…2,5		2,5
9	1,227	0…2,5		2,5
10	0,574	0…1		0…1

Из таблицы 4.5 мы видим многообразие используемых диапазонов средств измерения на нефтепроводе, расположенном в зонах умеренно пересеченного рельефа. Если подобный расчет выполнить для участков расположенных в горных местностях и с учетом всех лупингов и других особенностях нефтепроводов и продуктопроводах становится очевидна необходимость проведения подобного подбора средств измерения. Это повысит точность проводимых измерений и увеличит информативность показаний как в диспетчерской СДКУ, так и манометров, используемых при визуальном контроле состояния трубопровода.

Рисунок 4.6 - Рельеф трассы ЛПДС «Субханкулово» - ЛПДС «Языково»

Расчет фактического давления представлен в таблице 4.4



Таблица 4.4

Расчет давления в точке нефтепровода

№ пикета	Высота над уровнем моря, м	№ КП	Гидроуклон, МПа	Давление в точке	Давление в точке, МПа
				Н/м2	МПа
0	119,110	1	4,000	0,000	0,000	4,000
1	119,370		3,962	0,260	0,002	3,959
2	116,940		3,923	-2,170	-0,019	3,942
3	110,990	2	3,885	-8,120	-0,071	3,955
4	113,060	3	3,846	-6,050	-0,053	3,899
5	159,930		3,808	40,820	0,356	3,452
6	168,910		3,769	49,800	0,434	3,335
7	172,000		3,731	52,890	0,461	3,269
8	171,020		3,692	51,910	0,453	3,240
9	165,910		3,654	46,800	0,408	3,246
10	146,400	4	3,615	27,290	0,238	3,377
11	125,190	5	3,577	6,080	0,053	3,524
12	145,420		3,538	26,310	0,229	3,309
13	186,700		3,500	67,590	0,590	2,910
14	207,600		3,462	88,490	0,772	2,690
15	232,980		3,423	113,870	0,993	2,430
16	136,580		3,385	17,470	0,152	3,232
17	239,660		3,346	120,550	1,051	2,295
18	254,870		3,308	135,760	1,184	2,124
19	274,940		3,269	155,830	1,359	1,910
20	291,490		3,231	172,380	1,503	1,727
21	283,190		3,192	164,080	1,431	1,761
22	263,800		3,154	144,690	1,262	1,892
23	217,690		3,115	98,580	0,860	2,256
24	183,300		3,077	64,190	0,560	2,517
25	199,190		3,038	80,080	0,698	2,506
26	175,700	6	3,000	56,590	0,494	2,340
27	213,940		2,962	94,830	0,827	2,134
28	230,710		2,923	111,600	0,973	1,950
29	206,450		2,885	87,340	0,762	2,123
30	249,590		2,846	130,480	1,138	1,708
31	227,290		2,808	108,180	0,944	1,864
32	227,940		2,769	108,830	0,949	1,820
33	234,160		2,731	115,050	1,003	1,727
34	244,700		2,692	125,590	1,095	1,597
35	252,580		2,654	133,470	1,164

Подобные документы

• Выбор средства измерения для САР давления нефти

  Назначение нефтеперекачивающей станции. Система механического регулирования давления. Функциональная схема автоматизации процесса перекачки нефти. Современное состояние проблемы измерения давления. Подключение по электрической принципиальной схеме.
  
  курсовая работа [2,8 M], добавлен 15.06.2014
  

• Метод последовательной перекачки нефтепродуктов

  Характеристика трассы Уфа-Самара. Свойства перекачиваемых нефтепродуктов. Расчет параметров последовательной перекачки. Контроль смеси по величине диэлектрической постоянной, по скорости распространения ультразвука, по оптической плотности и вязкости.
  
  курсовая работа [2,6 M], добавлен 16.04.2015
  

• Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ

  Проектирование магистральных газонефтепроводов, выбор трассы магистрального трубопровода. Технологические схемы компрессорных станций с центробежными неполнонапорными нагнетателями. Совместная работа насосных станций и линейной части нефтепровода.
  
  курсовая работа [261,2 K], добавлен 17.05.2016
  

• Проектирование нефтепровода

  Определение физических характеристик нефтепродуктов: плотность, вязкость, температура. Расчёт резервуарных парков нефтепродуктов, их размещение, полезный суммарный объем. Расчёт параметров и выбор типа насоса для перекачки нефти. Расчёт трубопровода.
  
  курсовая работа [1,5 M], добавлен 06.05.2014
  

• Система автоматики регулирования давления

  Регулирование и контроль давления пара в паровой магистрали для качественной работы конвейера твердения. Стабилизация давления с помощью первичного преобразователя датчика давления Метран-100Ди. Выбор регулирующего устройства, средств автоматизации.
  
  курсовая работа [318,8 K], добавлен 09.11.2010
  

• Разработка СУТП Свеклосахарное производство

  Проектирование автоматизированной системы для стабилизации давления сокового пара корпусов I и II выпарной станции. Описание используемых средств: Контроль температуры, давления, уровня. Исследование структуры и схемы системы автоматизации, компоненты.
  
  курсовая работа [398,2 K], добавлен 16.03.2016
  

• Разработка системы управления резервуарным парком

  Основное оборудование, входящее в состав резервуарного парка НПС "Рязань". Технологический процесс перекачки нефтепродуктов. Комплекс обслуживающих технических средств. Разработка системы автоматизированного управления нефтеперекачивающей станции.
  
  дипломная работа [4,2 M], добавлен 03.11.2014
  

• Системы обнаружения утечек в нефте- и нефтепродуктопроводах

  Основные объекты и сооружения магистрального нефтепровода. Технология трубопроводного транспорта нефти и других жидкостей. Методы моделирования и обнаружения утечек. Математическое описание движения жидкости. Контроль давления в изолированных секциях.
  
  дипломная работа [3,5 M], добавлен 22.04.2015
  

• Техническое обеспечение автоматической системы регулирования давления в барабане котла

  Рабочий процесс в котельной установке. Обоснование целесообразности введения АСР для повышения производительности и надежности котла. Структурная схема системы регулирования давления. Выбор технических средств автоматизации. Расчет надежности контура.
  
  курсовая работа [46,9 K], добавлен 30.01.2011
  

• Разработка системы контроля и измерения технического объекта в части выбора средств измерения

  Изучение механизма и принципа действия варочных котлов непрерывного действия типа Kamur, которые используются в современном производстве целлюлозы. Разработка схемы автоматического или автоматизированного контроля и управления технологического участка.
  
  курсовая работа [2,0 M], добавлен 12.12.2010
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам