ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ПРОДУКТА В РЕЗЕРВУАРЕ

Современные нефтебазы и резервуарные парки играют ключевую роль в обеспечении энергетической безопасности и стабильности поставок топлива. Эффективное управление такими объектами требует не только надежной инфраструктуры, но и современных систем контроля и безопасности. Одним из важнейших элементов этих систем является сигнализатор, обеспечивающий своевременное оповещение о критических состояниях в резервуаре, таких как переполнение, утечка или достижение предельных уровней продукта.

Рассмотрим основные методы сигнализации, детектирования, контроля и измерения высоты понтона на нефтепродуктовом резервуаре. За 19, 20 и 21 век таких методов было предложено великое множество, что проиллюстрировано на Рис. 1.

Рис. 1. Иллюстрация многообразия методов измерения и контроля уровня жидкости в резервуаре

Условно их можно разделить на следующие большие группы:

• Механические – физические методы измерения и контроля уровня понтона за счёт использования таких физических величин как расстояние; скорость; ускорение, а точнее их абсолютное и относительное изменение в заданный промежуток времени.

К механическим методам измерения и контроля относят зачастую наиболее примитивные, дешевые и морально устаревшие разработки, однако это обстоятельство не мешает ряду технологических устройств выполнять своё прямое назначения на ЛПДС (Линейно производственно-диспетчерская станция) по всему миру.

К ним относят:

1. Поплавковый уровнемер с механической передачей;
2. Тросовый уровнемер с грузом и барабаном (ленточный уровнемер);
3. Механический уровнемер с рычажной передачей.

• Электромагнитные – физические методы измерения и контроля уровня понтона за счёт использования таких физических величин как индуктивность; ёмкость; сопротивление; сила тока; напряжение, а также напряженность электрического и магнитного поля, а точнее их абсолютное и относительное изменение в заданный промежуток времени.

Их так же условно можно разделить на контактные (при котором чувствительный элемент непосредственно касается понтона или продукта под ним) и радарные (при котором измерительным сигналом являются различные физические эффекты электромагнитного поля, производимое специальным устройством «радаром» и последующей его аналитикой) методы.

Традиционно к контактным методам относят:

1. Емкостные уровнемеры;
2. Магнитные уровнемеры.

В свою очередь к радарным методам традиционно относят:

1. Импульсные радарные уровнемеры;
2. Частотно-модулированные непрерывные радарные уровнемеры;
3. Радары с фазированной решеткой;
4. Радары с синтезированной апертурой.

• Оптические – физические методы измерения и контроля высоты понтона за счёт использования таких физических величин как яркость; фазовый сдвиг; интенсивность, а точнее их абсолютное и относительное изменение в заданный промежуток времени.

Данные методы имеют преимущества перед механическими в отсутствии контакта с понтоном и (или) нефтепродуктом, однако в то же время так же имеют преимущества перед радарными методами в виде простоты и дешевизны оборудования для их осуществления. Однако и обладают своей спецификой.

Традиционно к оптическим методам относят:

1. Визуальный контроль (и его разновидность – камерный контроль);
2. Световодная уровнемерия;
3. Лазерная уровнемерия.

• Акустические – физические методы измерения и контроля высоты понтона за счёт использования таких физических величин как громкость; фазовый сдвиг; частота, а точнее их абсолютное и относительное изменение в заданный промежуток времени.

По статистике менее распространены, чем радарные или лазерные, но в определенных условиях могут быть эффективными и экономически выгодными.

Ниже приведены основные акустические методы:

1. Ультразвуковые уровнемеры;
2. Акустические датчики на основе резонанса;
3. Системы акустической томографии (применяется в редких случаях).

• Барометрические – физические методы измерения и контроля высоты понтона за счёт использования физической величины - давления, а точнее её абсолютное и относительное изменение в заданный промежуток времени.

Это косвенные, редко применяемые методы измерения и контроля положения понтона, отличающиеся от остальных простоты и неточной работой.

К разновидностям барометрических методов относят:

1. Барометрическое нивелирование;
2. Дифференциальное давление.

Выше перечислены основные методы измерения и контроля положения понтона на нефтепродуктовом резервуаре. Рассмотрим подробнее каждый из них.