Нажмите клавишу «Enter», чтобы перейти к содержанию

Пмп 201 руководство по эксплуатации

Пмп 201 руководство по эксплуатации.rar
Закачек 3363
Средняя скорость 4983 Kb/s
Скачать

Пмп 201 руководство по эксплуатации

Измерение уровня, температуры, плотности, уровня раздела сред, вычисление объема, массы жидкости.

Назначение, область применения

ПМП-201 является взрывозащищенным средством измерения (номер в Госреестре 24715-14, сертификат соответствия ТР ТС 012/2011 №ТС RU C-RU.ГБ05.В.00333) уровня, температуры, плотности, объема и массы жидкости в резервуарах баз хранения нефти, нефтепродуктов, сжиженных углеводородных газов и др. Основными объектами эксплуатации ПМП являются АЗС, АГЗС, МАЗС, КАЗС, нефтебазы, ГНС, НПЗ и другие опасные производственные объекты, требующие применения взрывобезопасного оборудования.

ПМП может использоваться как в качестве самостоятельной системы измерения количества и контроля параметров жидких сред в резервуарах, так и в качестве подсистемы систем АСУТП, РСУ и ПАЗ, обеспечивая функции измерения и дополнительного независимого отключения исполнительных механизмов и оповещения персонала.

Различные варианты исполнения и комплектации ПМП позволяют передавать информацию об измеренных физических величинах с использованием стандартных для систем автоматизации интерфейсов (RS-485, RS-232, USB, Ethernet) и протоколов (СЕНС, Modbus). Функции ПМП обеспечивают соблюдение требований НПБ 111-98 и СП 156.13130.2014 в части обеспечения безопасности эксплуатации опасных производственных объектов.

Алгоритмы ПМП для расчета массы нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов соответствуют требованиям ГОСТ Р 8.595-2004, ГОСТ Р…-2011 и СТБ 8030-2006, что подтверждается аттестованными методиками измерений массы. ПМП пригодны для создания систем коммерческого учета нефтепродуктов и СУГ.

Измеряемые и вычисляемые параметры среды

ПМП осуществляет прямое измерение уровня, температуры, плотности и уровня раздела сред, производит преобразования и вычисления, и выдаёт числовые значения следующих параметров контролируемой среды:

  1. Уровень жидкости, м;
  2. Уровень раздела сред (уровень подтоварной жидкости), м;
  3. Температура жидкости средняя, °C;
  4. Процентное заполнение объёма резервуара, %;
  5. Объём жидкости, м 3 ;
  6. Масса продукта, т;
  7. Плотность жидкости, г/см 3 ;
  8. Объём основного продукта (объём жидкости над разделом сред), м 3 ;
  9. Температура паровой фазы СУГ, °C;
  10. Масса паровой фазы, т;
  11. Масса жидкой фазы, т;
  12. Температура в каждой точке измерения (до восьми точек), °C.

Принцип работы

Измерение уровня жидкости основано на эффекте магнитострикции. Через звукопровод, расположенный внутри направляющей ПМП, пропускается импульс тока, который создает вокруг звукопровода по всей его длине магнитное поле. В месте расположения поплавка с постоянным магнитом, скользящего по направляющей вдоль звукопровода возникает импульс упругой деформации, который распространяется по звукопроводу с постоянной скоростью. В блоке обработки сигналов измеряются интервалы времени от момента формирования импульса тока в звукопроводе до момента приема импульса упругой деформации от поплавка. Расстояние до места пересечения звукопровода с магнитным полем магнита поплавка определяется как величина, пропорциональная интервалу времени распространения импульса упругой деформации.

Измерение уровня раздела сред аналогично измерению уровня жидкости с помощью дополнительного поплавка раздела сред. Поплавок подбирается исходя из плотности сред, уровень раздела которых нужно контролировать.

Измерение температуры — многоточечное, с применением интегральных датчиков температуры, равномерно распределенных по длине направляющей (до 8-ми точек). Для определения средней температуры жидкости используются показания датчиков температуры, находящихся под поверхностью жидкости, а для температуры паров — над поверхностью.

Объем жидкости определяется одним из двух способов:

  1. по градуировочной таблице (наиболее точный способ) — ПМП рассчитывает объем для измеренного уровня по таблице соответствия между уровнем и объемом. Градуировочная таблица вводится в память ПМП при его изготовлении или при эксплуатации.
  2. по математическим формулам (для определения объема жидкости в резервуарах с простыми геометрическими формами) — ПМП рассчитывает объем жидкости по формулам, соответствующим следующим типам резервуаров:
    • вертикальные резервуары, то есть резервуары с неизменной по высоте площадью поперечного сечения (имеют линейную зависимость объёма жидкости от уровня жидкости);
    • горизонтальные цилиндрические резервуары с плоскими или эллиптическими днищами.

Варианты исполнения ПМП с измерением уровня раздела сред, кроме общего объёма жидкости, определяют также объём основного продукта — объём жидкости, находящейся над разделом сред и под ним.

Измерение плотности осуществляется с помощью поплавка плотности, уровень погружения которого зависит от плотности жидкости. По взаиморасположению поплавков уровня и плотности определяется глубина погружения поплавка плотности и, соответственно, сама плотность.

Если комплектация поплавком плотности по каким-либо причинам не целесообразна, ПМП определяет плотность одним из двух способов:

  1. Плотность произвольной жидкой среды рассчитывается для текущей средней температуры по заданным, введённым в память ПМП исходным данным: исходной плотности, температуре, соответствующей исходной плотности, и коэффициенту объемного расширения жидкости. Исходные данные для расчёта плотности могут вводиться при эксплуатации в соответствии с паспортными данными продукта или результатами контрольных измерений. Исходные данные могут быть взяты из справочной литературы.
  2. Применяется для определения плотности СУГ (пропан — бутан). Плотность определяется в соответствии с ГОСТ 28656-90. ПМП рассчитывает плотность СУГ для текущей средней температуры по заданному компонентному составу — массовым долям пропана и бутана (%).

Измерение массы выполняется ПМП путем умножения объёма на среднюю плотность. Применительно к СУГ ПМП выдает также сумму масс жидкой и паровой фаз.

Измерение массы нефтепродуктов с применением ПМП проводится в соответствии с «Методикой измерений массы нефтепродуктов в резервуарах горизонтальных стальных с использованием системы измерительной «СЕНС», аттестованной на соответствие ГОСТ Р 8.595-2004.

Измерение массы СУГ с применением ПМП проводится в соответствии с «Методикой измерений массы СУГ в резервуарах горизонтальных стальных с использованием системы измерительной «СЕНС», аттестованной на соответствие ГОСТ Р 8.595-2004.

Сигнализация и управление

Уровнемеру можно задать до восьми пороговых значений измеренных или вычисленных параметров (уровня, температуры, объема, массы, %-ного заполнения и др.), при достижении которых (возникновения события) передаются команды управления вторичным приборам, которые осуществляют подачу световых, звуковых сигналов, переключение контактов релейных блоков для управления исполнительными механизмами (насосами, электромагнитными клапанами, электрическими нагревателями).

При настройке ПМП устанавливается направление срабатывания — на превышение или понижение, и гистерезис. Гистерезис — величина отклонения параметра от порогового значения в сторону увеличения для нижнего порога и в сторону уменьшения для верхнего порога, в пределах которого не будет происходить сброс установленного события и возврат к пороговому значению параметра не вызовет повторного срабатывания. Настройка величины гистерезиса позволяет устанавливать такой режим управления, при котором обеспечивается устойчивость систем автоматики при естественных колебаниях контролируемых величин.

Определение физических характеристик жидкостей с вычислением уровня заполнения резервуара


Рис.1. Поплавковый магнитный преобразователь ПМП-201

Уровнемер ПМП-201 необходим для контроля состояния жидкостей (топливо, СУГ, другие) в емкостях (резервуарах) при внедрении систем автоматического контроля наполненности и безопасной эксплуатации емкостей на промышленных объектах, предприятиях сферы услуг (АЗС, АГЗС, нефтехимическая отрасль, пищевое производство).
Уровнемер используется на объектах, где предусмотрена установка взрывозащищенного оборудования (для большинства случаев предусмотренных ГОСТ 30852 и другими нормативными документами).

Уровнемер ПМП-201 – это сложный составной прибор, который состоит из:

  • корпус с электронным блоком и кабельными вводами;
  • магнитный поплавок;
  • поплавок плотности;
  • ряд направляющих, с расположенными внутри и снаружи них измерительными элементами;
  • возможна комплектация с применение других приборов.

Схема работы

Прибор фиксирует динамику изменения различных параметров:

  1. Уровень жидкости в емкости.
  2. Температуру и плотность жидкости.
  3. Уровень раздела сред (уровень подтоварной воды).
  4. Другие параметры (приведены в табл.1).

Схема определения параметров жидкости

Отслеживание уровня заполнения емкости (рис. 1) происходит за счет поплавковой системы устройства. Внутри камеры поплавка находится магнит. Своим магнитным полем он взаимодействует со стержнем из магнитострикционного сплава. Стержни располагаются в направляющих.


Таблица 1. Вычисляемые и измеряемые параметры


Рис.2. Демонтаж чувствительного элемента. Исполнение в двух оболочках не применяется, т.к. чувствительный элемент может целиком извлекаться из оболочки ПМП для проверки или замены (при необходимости), что обеспечивает возможность ремонта ПМП без разгерметизации резервуара.

Измерение температуры основано на использовании интегральных датчиков, которые равномерно располагаются на направляющих. ПМП может регистрировать данный параметр в восьми точках одновременно. Для получения среднего значения применяются только показания датчиков, которые в данный момент расположены в толще жидкости.

Плотность жидкости рассчитывается за счет измерения расстояния между поплавками (уровня и плотности). Поплавок плотности погружается на определенную глубину в зависимости от плотности жидкости. Глубина погружения зависит от взаимного расположения обоих поплавков. Также аналитическое измерение плотности может выполняться самим уровнемером на основании других данных, когда установить поплавок плотности нет возможности или нецелесообразно.

1.Расчёт плотности произвольной жидкой среды.


Рис.3. Комплектация поплавками: А — поплавком уровня; Б — поплавками уровня и раздела сред; В — поплавком плотности; Г — поплавком плотности и раздела сред. ПМП, не оснащенные поплавками плотности, раздела сред, могут дооснащаться ими в последующем (при эксплуатации).

Плотность рассчитывается для текущей средней температуры по заданным, введённым в память ПМП исходным данным: исходной плотности, температуре, соответствующей исходной плотности, и коэффициенту объемного расширения жидкости. Исходные данные для расчёта плотности могут вводится при эксплуатации в соответствии с паспортными данными продукта или результатами контрольных измерений. Если исходные данные неизвестны, то они могут быть взяты из справочной литературы.

2. Расчет плотности СУГ (пропан — бутан). Расчет осуществляется в соответствии с ГОСТ 28656. ПМП рассчитывает плотность СУГ для текущей средней температуры по заданному компонентному составу — массовым долям пропана и бутана (%).

Расчет объема жидкости может проводиться одним из двух способов:

1. Расчет по градуировочной таблице. Наиболее точный, может применяться для определения объема жидкости в резервуарах произвольной геометрической формы. При данном способе ПМП рассчитывает объем для измеренного уровня по градуировочной
таблице резервуара — таблице соответствия между уровнем и объёмом. Градуировочная таблица вводится в память ПМП при его изготовлении или при эксплуатации.

2. Расчет по формуле. Обеспечивает определение объёма жидкости в резервуарах с простыми геометрическими формами. При данном способе ПМП рассчитывает объем жидкости по математическим формулам, соответствующим следующим типам резервуаров:

  • вертикальные резервуары, т.е. резервуары с неизменной по высоте площадью поперечного сечения (имеют линейную зависимость объёма жидкости от уровня жидкости);
  • горизонтальные цилиндрические резервуары с плоскими или эллиптическими днищами.

Варианты исполнения ПМП с измерением уровня раздела сред, кроме общего объёма жидкости, определяют также объём основного продукта — объём жидкости, находящейся над разделом сред.
Расчет массы выполняется ПМП путем умножения объёма на плотность. Применительно к СУГ ПМП выдает также сумму масс жидкой и паровой фаз.

Сигнализация и управление

Уровнемеру можно задать до восьми пороговых значений измеренных или вычисленных параметров (уровня, температуры, объема, массы, %-ного заполнения и др.), при достижении которых (возникновения события) передаются команды управления вторичным приборам, которые осуществляют подачу световых, звуковых сигналов, переключение контактов релейных блоков для управления исполнительными механизмами (насосами, электромагнитными клапанами, электрическими нагревателями).
При настройке ПМП устанавливается направление срабатывания — на превышение или понижение, и гистерезис. Гистерезис — величина отклонения параметра от порогового значения в сторону увеличения для нижнего порога и в сторону уменьшения для верхнего
порога, в пределах которого не будет происходить сброс установленного события и возврат к пороговому значению параметра не вызовет повторного срабатывания. Настройка величины гистерезиса позволяет устанавливать такой режим управления, при котором обеспечивается устойчивость систем автоматики при естественных колебаниях контролируемых величин.

Технические параметры


Примечание: 1) При диапазоне температуры окружающей среды от — 50 до +60°C


Примечания:
1) Подробное описание в руководстве по эксплуатации
2) Коды вариантов исполнения по умолчанию (обозначены «-») в условном обозначении на указываются.

Уровнемер «ПМП 201» предназначается для измерения параметров жидких сред в системах автоматизации различных объектов на производствах нефтяной, химической, газовой, химической, пищевой и других отраслей промышленности.

Измеряемые жидкие среды:

— нефть, бензин, ДТ и другие нефтепродукты;

— одорант, сжиженные углеводородные газы (СУГ);

— жидкие пищевые продукты — молоко, вода, растительное масло, этиловый спирт и др;

— кислоты, щелочи, аммиак, двуокись углерода,.

Устойчивость ПМП-201 к агрессивным средам определяется применяемыми материалами, контактирующими с измеряемой средой.

— погрешность измерения уровня составляет ± 1 мм;

— измерение плотности напрямую;

— измерение уровня раздела сред.

Являясь самостоятельной измерительной системой, Уровнемер ПМП-201 выполняет следующие функции:

— измерение уровня жидкости и раздела сред при комплектации поплавком раздела сред); ;

— многоточечное измерение температуры (до 8 точек);

— вычисление массы жидкости;

— при комплектации поплавком плотности измерение плотности светлых нефтепродуктов;

— вычисление плотности жидкости по измеренной температуре и задаваемым начальной плотности на начальной температуре и коэфф-ту объемного расширения жидкости;

— вычисление объема жидкости по заранее заданной градуировочной таблице;

— вычисление плотности СУГ на измеренной температуре по заданному процентному соотношению пропана и бутана;

— вычисление объема содержания резервуаров в виде простых геометрических форм;

— вычисление доли заполнения резервуаров в %;

— вычисление массы жидкой и газовой фазы СУГ по заданному процентному соотношению пропана и бутана;

— при достижении параметрами жидких сред критических значений или при неисправности выдача управляющих сигналов.

Возможно автономное применение уровнемера ПМП-201 в системах автоматизации промышленных объектов, поддерживающих протокол «СЕНС», либо применение совместно с другими приборами в составе измерительной системы «СЕНС».

Минимальная комплектация уровнемер ПМП-201 включает в себя преобразователь магнитного поплавкового ПМП-20, вторичный прибор и блока питания, которыми дополняется согласно заказу.

ПМП состоит из корпуса с крышкой, и приваренной к нему направляющей, по которой свободно перемещаются поплавки в пределах ограничителей — хомутов, закрепленных на направляющей (рис. 2). Число поплавков в комплекте ПМП определяется заказом в соответствии с требуемыми функциями (рис. 3) Внутри ПМП находится чувствительный элемент (рис. 4), состоящий из звукопровода и интегральных датчиков температуры, размещенных в трубе. В верхней части чувствительного элемента находится электронный блок с клеммными зажимами (рис. 5).

Герметизация корпуса ПМП от окружающей среды обеспечивается применением резиновых уплотнителей: втулки — в кабельном вводе, прокладки — в крышке. Чувствительный элемент герметизирован отдельно с применением резинового кольца и компаунда.

Принцип измерения уровня основан на эффекте магнитострикции — возникновение механической деформации тонкого ферромагнитного стержня (звукопровода) под воздействием двух магнитных полей (рис. 6): внешнего, создаваемого постоянным магнитом поплавка (Bмагн.), и внутреннего, создаваемого самим стержнем при пропускании через него электрического тока (Bзвук.). Упругая деформация, возникающая в зоне воздействия двух полей, перемещается по звукопроводу с постоянной скоростью и регистрируется катушкой. Позиция поплавка определяется измерением времени между стартом токового импульса и возникновением ответных электрических сигналов, наведенных в катушке.

Измерение плотности осуществляется с применением поплавка плотности (рис. 7).

Вычисление плотности (без применения поплавка плотности) может осуществляться:

1) Вычислением плотности жидкой и паровой фазы СУГ исходя из измеренной температуры и заданному соотношению пропана и бутана в процентах. ПМП выдает результаты расчета: массу жидкой фазы, массу газовой фазы, а затем как основная масса продукта выдается их сумма.

2) Вычислением плотности жидкости исходя из измеренной температуры и заданным значениям: исходной плотности, температуры исходной плотности, коэффициента объемного расширения.

Объем жидкости вычисляется: 1) по градуировочной таблице, введенной в «память» ПМП, или 2) по математическим формулам для резервуаров следующих форм: вертикальный цилиндр, параллепипед, горизонтальных цилиндр с плоскими и эллиптическими днищами.


Статьи по теме