Хранение и распределение нефтепродукта на АЗС

Техническое задание:

Разработать ИИС измерения уровня, температуры, плотности, объёма и массы светлых нефтепродуктов, повышенного уровня пожарной безопасности, для АЗС.

Объем резервуара для хранения нефтепродукта (м3)	63
Количество резервуаров для хранения нефтепродукта	4
Тип топлива	светлые нефтепродукты (ДТ, АИ-80, АИ-92, АИ-95)
Температурный диапазон измерений (С)	-40…+40
Местность применения	Городские АЗС
Тип связи между АЗС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание.

 

1. Введение

2. Способы измерения уровня. Виды уровнемеров

3. Поплавковый способ измерения уровня топлива

4. Измерения уровня топлива в резервуаре (на АЗС).

5. Список литературы

 

1. Введение

 

Уровнемеры и датчики уровня предназначены для измерения уровня жидкостей с различными характеристиками и сыпучих материалов. Область применения датчиков очень широка: они используются в резервуарах и баках, трубопроводах, траншеях и предоставляют информацию об их наполнении; применяются в качестве концевых выключателей для сигнализации о переполнении или для предотвращения «сухого» режима работы помпы. В основе работы лежат известные физические принципы: различная плотность сред, отражение от поверхности, разность диэлектрической проницаемости и т.п.

 

 

2. Способы измерения уровня. Виды уровнемеров

замер измерение уровень топливо уровнемер

Для ведения технологических процессов большое значение имеет контроль за уровнем жидкостей и твердых сыпучих материалов в производственных аппаратах. Кроме того, зная площадь любой емкости, по величине уровня можно определить количество вещества в ней. Часто по условиям технологического процесса нет необходимости в измерении уровня по всей высоте аппарата. В таких случаях применяют узкопредельные, но более точные уровнемеры. Особую группу составляют уровнемеры, используемые только для сигнализации предельных значений уровня.

Для измерения уровня жидкости применяют поплавковые, буйковые, гидростатические, ультразвуковые и акустические приборы, для измерения уровня жидкости и твердых сыпучих материалов — емкостные и радиоизотопные.

Поплавковые уровнемеры

В поплавковых уровнемерах имеется плавающий на поверхности жидкости поплавок, в результате чего измеряемый уровень преобразуется в перемещение поплавка. В таких приборах используется легкий поплавок, изготовленный из коррозионно-стойкого материала. Показывающее устройство прибора соединено с поплавком тросом или с помощью рычагов. Поплавковыми уровнемерами можно измерять уровень жидкости в открытых емкостях.

Буйковые уровнемеры

В буйковых уровнемерах применяется неподвижный погруженный в жидкость буек. Принцип действия буйковых уровнемеров основан на том, что на погруженный буек действует со стороны жидкости выталкивающая сила. По закону Архимеда эта сила равна весу жидкости, вытесненной буйком. Количество вытесненной жидкости зависит от глубины погружения буйка, т. е. от уровня в емкости. Таким образом, в буйковых уровнемерах измеряемый уровень преобразуется в пропорциональную ему выталкивающую силу. Поэтому зависимость выталкивающей силы от измеряемого уровня линейная. В буйковых уровнемерах буек передает усилие на рычаг промежуточного преобразователя. Выходной сигнал первого уровнемера — унифицированный пневматический, второго — унифицированный электрический сигнал (постоянный ток).

Принцип действия буйковых уровнемеров позволяет в широких пределах изменять их диапазон измерения. Это достигается как заменой буйка, так и изменением передаточного отношения рычажного механизма промежуточного преобразователя.

Гидростатические уровнемеры

Гидростатический способ измерения уровня основан на том, что в жидкости существует гидростатическое давление, пропорциональное глубине, т. е. расстоянию от поверхности жидкости. Поэтому для измерения уровня гидростатическим способом могут быть использованы приборы для измерения давления или перепада давлений. В качестве таких приборов обычно применяют дифманометры.

При включении дифманометра перепад давлений на нем будет равен гидростатическому давлению жидкости, которое пропорционально измеряемому уровню.

При измерении уровня агрессивных жидкостей дифманометр защищается разделительными сосудами или мембранными разделителями, что позволяет заполнить его камеры и трубки неагрессивной жидкостью.

При измерении уровня суспензий и шламов, осадки которых могут забивать импульсные трубки дифманометров, их непрерывно продувают сжатым воздухом. Импульсные трубки все время заполнены продуваемым воздухом. При небольшом расходе воздуха его давление в минусовой камере оказывается равным давлению над жидкостью в емкости, а в плюсовой — давлению в жидкости. Поэтому перепад давлений в дифманометре будет равен гидростатическому давлению жидкости и, следовательно, пропорционален измеряемому уровню.

Емкостные уровнемеры

Работа таких уровнемеров основана на различии диэлектрической проницаемости жидкостей и воздуха. Простейший первичный преобразователь емкостного прибора представляет собой электрод (металлический стержень или провод), расположенный в вертикальной металлической трубке. Стержень вместе с трубой образуют конденсатор. Емкость такого конденсатора зависит от уровня жидкости, так как при его изменении от нуля до максимума диэлектрическая проницаемость будет изменяться от диэлектрической проницаемости воздуха до диэлектрической проницаемости жидкости.

Емкостные уровнемеры могут измерять уровень не только жидкостей, но и твердых сыпучих материалов: цемента, извести и т. п.

Большое распространение получили емкостные сигнализаторы уровня. Для повышения чувствительности их электроды устанавливают в горизонтальном положении.

 

 

Радиоизотопные уровнемеры

Такие уровнемеры применяют для измерения уровня жидкостей и сыпучих материалов в закрытых емкостях. Их действие основано на поглощении у-лучей при прохождении через слой вещества.

В радиоизотопном уровнемере источник и приемник излучения подвешены на стальных лентах , на которых они могут перемещаться в трубах по всей высоте бака . Ленты намотаны на барабан, приводимый в движение реверсивным электродвигателем.

Если измерительная система (источник и приемник у-лучей) расположена выше уровня измеряемой среды, поглощение излучения слабое и от приемника по кабелю на блок управления будет приходить сильный сигнал. По этому сигналу электродвигатель получит команду на спуск измерительной системы. При снижении ее ниже уровня среды поглощение Y-лучей резко увеличится, сигнал па выходе приемника уменьшится, и электродвигатель начнет поднимать измерительную систему.

Таким образом, положение измерительной системы будет отслеживать уровень в емкости (точнее, она будет находиться в непрерывном колебании около измеряемого уровня). Это положение в виде угла поворота ролика преобразуется измерительным устройством в унифицированный сигнал — напряжение постоянного тока U.

Ультразвуковые и акустические уровнемеры

Действие уровнемеров этого типа основано на измерении времени прохождения импульса ультразвука от излучателя до поверхности жидкости и обратно. При приеме отраженного импульса излучатель становится датчиком. Если излучатель расположен над жидкостью, уровнемер называется акустическим; если внутри жидкости — ультразвуковым. В первом случае измеряемое время будет тем больше, чем ниже уровень жидкости, во втором — наоборот.

Электронный блок служит для формирования излучаемых ультразвуковых импульсов, усиления отраженных импульсов, измерения времени прохождения импульсом двойного пути (в воздухе или жидкости) и преобразования этого времени в унифицированный электрический сигн

 

 

3. Поплавковый способ измерения уровня топлива

 

Указатель уровня топлива в баке автомобиля (рисунок 1). электромагнитный, логометрического типа. Прибор состоит из датчиков, установленных в топливных баках, и приемника типа 13.3806, расположенного на щитке прибора. Датчик указателя представляет собой реостат, изменяющий сопротивление в зависимости от уровня топлива в баке, а приемник — электромагнитный лагометр с неподвижными катушками и подвижным постоянным магнитом, связанным со стрелкой.

 

Рисунок 1: 1 - реостат; 2 - постоянный магнит; 3,5-7 – катушки; 4 – стрелка; 8 – предохранитель; 9 – выключатель зажигания; 10 – аккумулятор; 11 – топливо; 12 – поплавок.

 

Принцип действия. При изменении уровня топлива, поплавок 12 изменяет свое положение, что приводит к перемещению ползунка по «подкове» реостата 1. Так как вся цепь, после включения зажигания 9, становится замкнутой, то по ней начинает протекать ток – от + аккумулятора 10, через контакты выключателя зажигания 9, предохранитель 8, на клемму «Б» измерительной системы. Далее через катушки 5,6,7 на клемму «Д», и через подкову и ползунок на «землю». Если поплавок 12, изменяет положение, то, соответственно происходит изменение сопротивления реостата 1, что приводит к изменению силы тока во всей цепи. Так как изменяющийся ток также протекает через катушки, то происходит изменение магнитного потока, создаваемого катушками, и соответственно происходят изменения показаний стрелки 1. Постоянный магнит 2 служит для установки стрелки 1 на ноль.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Измерения уровня топлива в резервуаре (на АЗС).

Схема установки  технологического оборудования АЗС  с использованием контрольно-измерительной  системы .

1. Контрольно- кассовая машина (ККМ ЭКР 3110.3 К)

2. Компьютер оператора (ПК) 
3. Устройство управления “струна УУ” (программируемое) 
4. Контроллер управления «Сапсан 2.2»  
5. Клапан электромагнитный отсечной КЭМ 80 А  
6. Первичный преобразователь параметров уровнемер «Струна-М»

7. Топливораздаточная  колонка (ТРК) серии «Топаз-241»

8. Клапан дыхательный  СМДК 50 ЧА 

9. Кран шаровый КШ-50

10. Огневой предохранитель ОП-80  
11. Задвижка клиновая для нефтепродуктов 30с941нж ДУ80 

12. Сливное устройство ФСН-80 с  муфтой сливной МС-1 

13. Кран шаровый КШ-50 

14. Огневой предохранитель ОП-50  
15. Люк замерный ЛЗ 150 

16. Клапан  приёмный КП 40

17. оповещатель Бия-С мод.3 (О124-1)

18. Вычислительное устройство “Струна” (включает в себя блок вычислительный (БВ), специализированны блок  питания  (БП) и блок соединителей клемм (СК))

19. блок индикатции системы “Cтруна”

20. Емкость ЕП-63 м3 (ЕПП-63) 
21. Насос КМ 65-50-160Е (25 куб.м/ч,32м,5,5 кВт)  

 

Структурная схема ИИС измерения уровня, температуры, плотности, объёма светлых нефтепродуктов на АЗС.

Принцип действия ИИС:

Первичный преобразователь параметров (ППП «Струна-М» выполненный во взрывобезопасном исполнении с маркировкой «OExiaIIBT5» с датчиками уровня, температуры, давления, плотности и подтоварной воды) установленный в резервуарах снимает показания и передает их на вычислительный блок (БВ), установленный в помещении и имеющий маркировку взрывозащиты «ExiaIIB» (размеры ВБ 245х160х120 мм). Вычислительный блок собирает, предварительно преобразует и обрабатывает информацию параметров резервуаров (до 16 шт), подготавливает информацию к представлению в единицах измерения и связывается с внешними системами. Специализированный блок питания (БП), так же устанавливается в помещении и имеет маркировку «ExiaIIB» (размеры специализированного блока питания 274х235х102 мм).

После вычислительного блока информация поступает на блок индикации (БИ), настольного исполнения, установленного в помещении и предназначенного для представления информации о параметрах нефтепродуктов в резервуарах и сообщений о состоянии системы на индикаторе(размеры блока индикации 190х135х52 мм).

Параллельно с блоком индикации данные с вычислительного  блока поступают персональный компьютер  оператора (через RS-485 интерфейс).

  С  ПК данные поступают на устройства управления (УУ), которое устанавливается в помещении и предназначено для программируемого управления оповещателей (световых, звуковых Бия-С мод.3 (О124-1)), а также исполнительных механизмов (таких как насос КМ 65-50-160Е, клапан дыхательный СМДК 50 ЧА, задвижка клиновая).

Так же наша система предназначена для измерения уровня и контроля состояния нефтепродукта в момент функционирования  автозаправочной станции.

Забор бензина  из резервуара производиться следующим  образом:

Оператор на контрольно- кассовой машине вводит сумму оплаты (ККМ ПРИМ-09ТК -  предназначена для регистрации приобретения товара и печати кассового чека). После чего ККМ подает управляющий сигнал через ПК, на контроллер управления «Сапсан 2.2» предназначеный для создания автоматизированных систем управления топливораздаточными колонками на АЗС.