Автоматизированные системы учета и налива нефтепродуктов и СУГ

Автоматизированные системы учета и налива нефтепродуктов (АСН) и сжиженных углеводородных газов (СУГ) предназначены для осуществления автоматизированного процесса слива/налива продукта, осуществления коммерческого учета продукта в единицах массы (объема).

АСН применяются на объектах слива (налива) нефтепродуктов в автомобильные и железнодорожные цистерны.

АСН формируется на базе Комплексов налива нефтепродуктов.

Система автоматизации и коммерческого учета  отпуска построена на базе  комплекта измерительного оборудования   «Системы измерительные управляющие Поток»,  внесенного в РЕЕСТР СИ РФ, как единая измерительная система.

Системы устанавливаются внутри конструкции Комплекса налива КН-ВГ изготавливаемых по ТУ и имеющий Сертификат соответствия требования ТР ТС 010/2011 № ТС RU C-BY.NO01.00002 

Комплексы имеют взрывобезопасный уровень взрывозащиты.

Информационная связь центрального блока управления – контроллера ВРФ, установленного на комплексах, с  рабочей станцией Оператора налива осуществляется по интерфейсу RS-485  по протоколу Modbus RTU.

Комплексы наливные КН-1 изготавливаются в климатическом исполнении "У", категории размещения 2, для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от - 40 до +40 ^оC.

Технические решения, реализованные в конструкции Комплексов, направлены  на выполнение следующих целей:

• максимальная точность измерения и учета нефтепродуктов;
• автоматизация обработки документов и ведение баланса получения полной информации от нижнего до верхнего управляющего звена;

• выполнение требований пожарной безопасности и охраны труда;
• сохранение окружающей среды от нефтепродуктов, образующихся при сливо-наливных операциях.

 Состав комплекта  оборудования автоматизированных Комплексов налива  нефтепродуктов с системой измерения и управления «Поток»

Наименование	Количество
Стояк верхнего налива в составе: - шарнирный трубопровод Ду100 с пружинным амортизатором; - клапан сброса воздуха для опорожнения стояка; - наконечник телескопический закрытого налива; - датчик  предельного уровня  верхнего налива; - датчик рабочего положения наконечника; - кнопка "СТОП"; - рукав отвода паров Ду50; - стакан приемный (съемный каплесборник)	1
Входной модуль в составе: - насос  -  тип и наличие в поставке согласно  проекта; - кран шаровой ручной Ду100; - мановакууметр; - фильтр ( фильтр- газоотделитель), тонкость фильтрации 100мкм; - клапан сброса повышенного давления	1
Входная лестница	1
Опорная металлоконструкция (рама) и трубные обвязки	1
Площадка обслуживания	1
Перекидной трап	1
Клапан- отсекатель для управления типом отпуска Ду80 электроуправляемый нормально закрытый  ( для верхнего и нижнего налива)	2
Оборудование нижнего налива Ду100 в составе: - стояк нижнего налива  Ду100  с устройством парковки; - кран  шаровой ручной ДУ80; - рукав отсоса паров  Ду50; - кабель подсоединения датчиков перелива с присоединительной муфтой	1
Комплект коробок распределительных, кабельная разводка	1
Система учета и автоматизации налива «Поток» в составе: - контроллер-вычислитель расхода и заданной дозы  ВРФ-Exd; - массовый расходомер Micro Motion F-300 (класс точности 0,15%);  - преобразователь избыточного давления (класс точности 0,5%); 4-20 mA; - преобразователь температуры  (погрешность 0,5 °С); 4-20 mA; - датчик гаражного положения трапа (откидной лестницы)  (24В); - кнопка  аварийного останова "СТОП" (24В); - устройство контроля заземления; - ПО «АРМ оператора налива» -1шт на объект	2
Документация, поставляемая в комплектации с каждым комплексом КН: Руководство по эксплуатации, Руководство оператора, паспорта на оборудование Свидетельство о метрологической аттестации (поверке) измерительной системы комплекса в целом. Свидетельства о первичной поверке средств измерений, входящих в состав установки.	1

Примечание:

В случае комплектной поставки  двух комплексов для монтажа в пределах одного островка налива, в комплект поставки может входить переходная эстакада.

Устройство основных узлов комплексов

Стояк верхнего налива

Стояк верхнего налива предназначен для налива нефтепродуктов в автоцистерну нарастающим потоком, что ликвидирует накопление статического электричества на конце трубы наливного наконечника. Стояк наливной состоит из следующих узлов:

• шарнирный трубопровод Ду-100 с пружинным амортизатором;
• наконечник телескопический (с пультом аварийного отключения);
• датчик ограничения уровня налива;
• клапан сброса воздуха для опорожнения стояка;
• стакан приемный (съемный каплесборник);
• рукав отвода паров.

Шарнирный трубопровод Ду100 служит для позиционирования наливного наконечника в горловину автоцистерны и проводки продукта от верхней точки стояка до автоцистерны без течи и потерь последнего. Шарниры, входящие в состав шарнирного трубопровода, предназначены для соединения подвижных узлов стояка и вращения их в вертикальной и соответственно горизонтальной плоскостях.

Представляет собой подвижное соединение, состоящее из двух патрубков и опуска, соединенных между собой шарнирами.

Для исключения самопроизвольного поворота консоли предусмотрен фиксатор парковочного положения.

Для исключения влияния реактивности струи, и выталкивания опуска из цистерны предусмотрен фиксатор рабочего положения.

Пружинный амортизатор служит для плавного перемещения шарнирного трубопровода с наливным наконечником при установке последнего в горловину автоцистерны.

Амортизатор представляет собой пружинный балансир, состоящий из набора пружин, установленных на оси, закрытый кожухом.

Балансир уравновешивает оборудование вне зависимости от углов наклона патрубков и опуска.

Наконечник телескопический выполнен из алюминиевых сплавов, изготавливается в двух исполнениях: негерметизированный (для открытого налива - без отвода паров взрывоопасных концентраций) и герметизированный (для закрытого налива - с отводом  аров взрывоопасных концентраций на безопасное расстояние или для их утилизации).

Наконечник телескопический (герметизированный) имеет конус, на наружной поверхности которого имеется уплотнение из маслобензостойкой резины, для обеспечения герметизированного закрытого налива. Для отвода паров взрывоопасных концентраций на наконечнике предусмотрен штуцер, к которому крепится рукав для отвода паров из автоцистерны в момент налива, которые могут быть поданы через огнепреградитель обратно в резервуар при осуществлении технологии рекуперации или выпущены в атмосферу на свечу через огнепреградитель.

Опуск является телескопической конструкцией и в поднятом положении своим резиновым уплотнением герметизирует внутреннюю полость опуска. Телескопический опуск выдвигается за счет собственного веса. (Унифицированность конструкции обеспечивается вращением накладного кольца с пазами относительно уплотняющего диска при помощи 6-ти роликов. На крышке также предусмотрен штуцер для крепления шланга отвода паров и механизм фиксации сигнализатора аварийного уровня).

Рукав отвода паров изготовлен из полиуретановой смеси и имеет внутренний диаметр 50 мм.

Для исключения стекания остатков нефтепродуктов по наружной поверхности опуска предусмотрен съемный каплесборник.

Датчик ограничения уровня налива,  установленный на  стояке верхнего налива позволяет передать сигнал о превышении допустимого уровня заполнения цистерны.

Датчик предельного уровня предназначен для автоматического отключения процесса налива, без участия оператора или водителя, в случае ошибки оператора, при задании дозы больше допустимой. Датчик предельного уровня представляет собой вибрационный сигнализатор уровня.

Клапан  сброса воздуха, установленный в самой верхней точке наливного стояка, обеспечивает быстрое и полное освобождение его подвижных частей от нефтепродукта в автоцистерну. В исходном состоянии клапан воздушный находится в закрытом состоянии. После окончания налива (минимум через 5секунд) происходит открытие клапана  под действием разряжения, создаваемого нефтепродуктом в наконечнике.

Рукав отвода паров Ду50 (для  верхнего налива), изготовлен из полиуретановой смеси (либо масло-бензостойкой резины),  позволяет отводить пары углеводородов при загрузке автоцистерны за пределы наливной установки.

Опционально рукав отвода паров может комплектоваться огневым предохранителем и клапаном обратным.

Клапан обратный, входящий в состав рукава отвода паров, служит для предотвращения обратных потоков взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом. Клапан обратный пропускает взрывоопасные смеси газов и пары с воздухом только в одном направлении. При изменении направления потока на обратное клапан закрывается, прекращая обратное движение взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом.

Клапан-отсекатель

Комплексы оснащаются двумя клапанами– отсекателями, предназначенными для управления расходом при   верхнем и нижнем наливе.

Клапан-отсекатель предназначен для перекрытия потока при наливе заданной дозы, а так же реализации ступенчатого регулирования потока продукта с обеспечением налива на минимальном расходе до 10м³/ч в начале и в конце выдачи дозы. При необходимости, возможно настроить максимальный расход, а так же объем, при котором комплекс переходит на малый расход с помощью программного обеспечения комплекса и реализовать  плавное регулирование расхода за счет частотного регулирования оборотов насоса.

Клапан-отсекатель совместно с частотным приводом насоса  обеспечивает запрограммированный  автоматизированный процесс налива отсека  автоцистерны, а также стабилизацию номинального расхода продукта при изменяющихся условиях (высоте взлива продукта в резервуаре и др.), что обеспечивает высокую точность работы измерителей, а также точность выдачи задаваемых доз.

В качестве клапана-отсекателя применяются клапаны электромагнитные двухпроходные.

Клапаны электромагнитные двухпроходные предназначены для управления потоками жидкостей и газов в трубопроводе по двум проходам: основному и вспомогательному.

 Оборудование нижнего налива

В состав  оборудования нижнего налива входят:

• Стояк нижнего налива Ду100  с присоединительной головкой по API 1004;
• Кран шаровой ручной;
• Рукав отсоса паров Ду50;
• Кабель подключения датчиков перелива на нижнем наливе.

В составе комплекса применяются стояки нижнего герметичного налива DN100 производства компании HEFA (Чехия), либо аналогичные собственного производства.

Стояки оснащены «сухой»  присоединительной муфтой  по стандарту API.

По дополнительному заказу рукав отвода паров может комплектоваться огневым преградителем.

Огневой преградитель, устанавливаемый после  рукава отвода паров, предназначен для временного предотвращения проникновения пламени внутрь резервуара с нефтью и нефтепродуктами при воспламенении выходящих из него взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом.

Дополнительным элементом оборудования нижнего налива является кабель контроля перелива на нижнем наливе с вилкой  подключения к розетке автоцистерны. Контроль перелива осуществляет контроллер ВРФ.

 Входной модуль

Входной модуль включает в себя:

• Насос, производительностью до 100м³/ч. Возможна поставка любого типа насоса в соответствии с требованием проекта;
• Кран шаровой - ручной кран, позволяющий перекрыть, при необходимости, подачу продукта;
• Компенсатор (при наличии) – уменьшает вибрации от насоса на измерительный узел;
• Мановакууметр;
• Фильтр – газоотделитель или фильтр HEFA, тонкость фильтрации 100мкм;
• Клапан сброса повышенного давления.

Фильтр-газоотделитель  служит для отделения газовоздушной смеси нефтепродуктов с воздухом и удаления последней из гидравлической системы.

Одновременно с газоотделением, весь поток жидкости пропускается через фильтр для улавливания взвешенных твёрдых частиц в нефтепродуктах, состоящий из отдельных дисков, на которых напаяна сетка с тонкостью фильтрации до 0,1мм. Конструкция фильтрующего элемента позволяет производить его полную разборку и сборку на месте эксплуатации, что существенно сокращает время на очистку и обслуживание фильтра, и как следствие, уменьшает вынужденный простой оборудования. Фильтр оснащен двумя ступенями очистки.

Система учета и автоматизации налива

  Система автоматизации и коммерческого учета  отпуска построена на базе оборудования   «Системы измерительные управляющие Поток». Состав системы включает в себя, как единое целое, весь перечень измерительных приборов используемых в Комплексе налива.

Основу измерительной системы составляют массовый расходомер  и   вычислитель расхода ВРФ, которые обеспечивают   дозирование и коммерческий учет отпуска продукта с точностью не хуже 0,15 %  по массе и  объему, а также осуществляет измерение плотности  топлива с точностью не хуже 1,0 кг/м3.

В комплексах КН применяется контроллер-вычислитель расхода и заданной дозы  ВРФ- Exd имеющий:

-местный пульт управления;

-местный дисплей.

Контроллер ВРФ  обеспечивает управление процессом налива нефтепродукта в автоцистерны в автоматическом режиме. При этом осуществляется:

• регулирование расхода с целью обеспечения «ступенчатого налива»;
• измерение отпущенной дозы с относительной погрешностью:
• по массе отпущенного нефтепродукта - ±0,15%;
• по объему отпущенного нефтепродукта приведенному к +15°С - ±0,2%
• дискретность задания дозы
• в единицах объема – 1 л;
• в единицах массы – 1 кг.
• прием сигналов датчиков давления и температуры;
• управление насосным агрегатом;
• прием сигналов датчиков положения наливного стояка, устройства заземления;
• связь с системой рекуперации паров (при ее наличии).

Индикация результатов отпуска  топлива осуществляется на встроенном  дисплее с представлением информации об отгруженной партии  в литрах, килограммах, а также информации о плотности топлива.

Опционально  предусматривается   установка местного трехстрочного дисплея большого размера для отображения процесса налива по каждому виду продукта.

Отличительной особенностью измерительной системы является наличие следующих встроенных функций:

• возможность расчета объема приведенного по температуре как к 15°С так и к 20°С;
• возможность управления дозированием присадок и красителей от контроллера ВРФ, с проведением метрологической аттестации системы дозирования;
• хранение в памяти вычислителя ВРФ фискальных архивов о проведенных операциях налива, с выводом информации в отчетные документы;
• -возможность автономной работы с пульта оператора, расположенного по месту.

Локальный  специализированный контроллер управления дозированием  налива ВРФ  снабжен  встроенной клавиатурой  и   дисплеем для каждой точки налива.

Клавиатура позволяет осуществлять задание дозы отпуска, непосредственно по месту, используя  программную идентификацию – пароль пользователя.

Контроллер расхода  Комплекса ВРФ  осуществляет фискальное хранение данных о проведенных операциях отпуска топлива, с возможностью подсоединения к  системе верхнего уровня, кассовой управляющей системе по выбору Заказчика и  к системе идентификации  клиента.

Контроллер поста налива позволяет подключать к нему  по цифровому протоколу систему  электронной идентификации пользователя.

Система идентификации предназначена для исключения несанкционированного отпуска продуктов и предотвращения вывоза по подложным доверенностям.

Система  идентификации (предлагается опционально) строится на базе  бесконтактных считывателей, использующих   технологию  радиочастотной идентификации RIFD. Использование RIFD  технологии позволяет расширить  логистические функции  систем управления за счет внедрения методов оптимизации и реинжиниринга транспортных процессов.

При этом особая эффективность достигается за счет возможности построения интегрированной функциональной структуры, внедрению систем комплексной автоматизации, совершенствованию системы учета издержек, повышению уровня сервиса и сокращению цикла заказ-поставка

Считыватель позволяет работать в двух режимах – «пассивном» и «активном», в первом случае информацию о прочитанных метках считыватель отправляет по запросу со стороны сервера; во втором – сам инициирует мгновенную отправку данных определенному хосту сразу же после идентификации метки.

Предлагается реализовать идентификацию как транспортного средства –  путем установки метки - RIFD–чипа на транспортном средстве, так и водителя – путем выдачи идентификационной карточки на въезде на нефтебазу.

Считыватель связывается с  управляющим контролером измерительной системы ВРФ и контролирует фискальность процессов отпуска топлива.

Измерительная система Поток совместно с АРМ оператора (поставляется опционально) образуют автоматизированную систему управления  автоналивом.

На АРМе-оператора  отображаются как цифровая информация, так и графическая (мнемосхемы, тренды). Интерфейс АРМа оператора реализован на русском языке. В программном обеспечении АРМ-оператора  реализованы все функции управления технологическими процессами, блокировками и защитами.

Реализован стык АСУТП с АСУП.

Система обеспечена источником бесперебойного питания (ИБП) входит в объем поставки ПТК.

Электропитание технических средств верхнего уровня программно-технического комплекса (ПТК), достаточных для безаварийного останова оборудования, осуществляется от источников бесперебойного питания (ИБП) с внутренней аккумуляторной поддержкой (не менее 30 мин). Электропитание данных ИБП осуществляется от источника переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц бесперебойного электропитания, либо от двух независимых сетей переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц.

Автоматизированная система управления процессом налива нефтепродуктов в автоцистерны обеспечивает интеграцию с комплексной автоматизированной системой управления технологическими и производственными процессами нефтебазы (АСУТП).

В системе предусмотрено сопряжение систем управления станций  с АСУТП нефтебазы для получения информации о количестве отпущенного нефтепродукта, контроля работы установок  по локальной вычислительной сети  по  протоколу обмена Modbus.

 Производитель представляет распределение адресного пространства интерфейса Modbus.

Физическая связь между системой управления автоналива и АСУ ТП нефтебазы  осуществляется по локальной вычислительной сети Ethernet по TCP/IP протоколу.

 Массовый расходомер Micro Motion F-300

Массовый расходомер  предназначен для точного измерения отпущенного нефтепродукта, проходящего через его рабочие органы в  массовых и объёмных единицах  с пределом допускаемой относительной погрешности 0,15%.

Массовый расходомер связан с вычислителем расхода ВРФ по цифровому протоколу.

Преобразователь избыточного давления

Преобразователь избыточного давления  устанавливается на коллекторе после массового расходомера и предназначен для контроля давления  в нагнетательном трубопроводе.

Выходной сигнал преобразователя 4-20 мА поступает на аналоговый вход вычислителя расхода ВРФ.

 Преобразователь температуры.

Преобразователь температуры устанавливается на коллекторе после массового расходомера и предназначен для контроля температуры наливаемого нефтепродукта.

Выходной сигнал преобразователя 4-20 мА поступает на аналоговый вход вычислителя расхода ВРФ.

 Частотный привод управления насосом

С целью экономии электроэнергии и организации «мягкого пуска» электродвигателя насоса подачи нефтепродукта, применен частотно-регулирующий привод управляемых контроллером ВРФ.

В процессе налива нефтепродуктов частотно-регулирующий привод обеспечивает стабилизацию давления и совместно с отсекающим клапаном обеспечивает запрограммированный процесс налива отсека в автоцистерны, а также стабилизацию номинального расхода продукта при изменяющихся условиях (высоте взлива продукта в резервуаре и др.), что обеспечивает высокую точность работы измерителей, а также точность выдачи задаваемых доз.

 Устройство контроля заземления УЗА

Устройство заземления посредством порогового измерения величины тока во внешней гальванически развязанной искробезопасной цепи заземляющего кабеля, определяет наличие надежного соединения заземляющего провода с объектом (автоцистерна). Модуль заземления передает данные о состоянии по внутреннему каналу процессорному модулю, который в соответствии с алгоритмом программы управления установкой АСН дает команду силовому модулю о запуске или прекращении процесса налива.

 Металлоконструкции

Входная лестница представляет собой металлическую лестницу с уклоном 45⁰ с горизонтальными ступенями с решетчатым настилом и ограждением.

Опорная металлоконструкция (рама) и трубные обвязки.

Блок  опорный представляет собой металлоконструкцию состоящую из каркаса, стойки узла гаражного положения консоли наливной, противоскользящего решетчатого настила и ограждения. К блоку опорному крепятся трубопроводы от узла учета до консоли наливной

Площадка обслуживания представляет собой рамную металлоконструкцию с решетчатым настилом и ограждением.

Трап перекидной предназначен для перехода на автомобильные и железнодорожные цистерны с технологических эстакад. Трап перекидной представляет собой конструкцию, состоящую из ступеней и параллелограммного механизма, благодаря которому ступени всегда остаются в горизонтальном положении. В качестве уравновешивающего механизма перекидного трапа служат амортизаторы пружинного типа.

Поручни трапа защищают оператора от падения. Трущиеся пары трапа, а так же узлы, соприкасающиеся с автоцистернами, изготовлены из материалов предотвращающих искрообразование.

 

Шкаф силовой и управления

Шкаф силовой предназначен для электропитания и коммутации электрических устройств комплекса измерительного АСН и его защиты при возникновении аварийных режимов. Схема электрическая принципиальная шкафа силового приводится в комплекте исполнительной документации.

Шкаф силовой осуществляет пуск и останов электронасосных агрегатов (электродвигателей) под воздействием сигналов управления (~220В) посредством электромагнитных пускателей, обеспечивает блокировку управляющих сигналов и защиту по превышению допустимых значений параметров электропитания. Шкаф силовой, так же обеспечивает электропитание и автоматизацию работы шлагбаума (при наличии), электропитание управляющих контроллеров комплекса, источника бесперебойного питания, устройств контроля заземления.

 Комплект коробок распределительных, кабельная разводка

Распределительные коробки используются для размещения электроконтактной арматуры и установлены на несущих конструкциях Комплексов.

 Кабельная разводка выполнена соответствующими кабелями и размещена в металлических коробах или  металлорукаве.

Комплекс налива (КН). Габаритные и присоединительные размеры