بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
اهمیت سیستمهای میترینگ در انتقال نفت خام و فرآورده های نفتی
چکیده
دستگاههایی که برای اندازه گیری سیالات بطریق دینامیک مورد استفاده قرار میگیرند، میتر نامیده می شوند. در پایانه های بارگیری، با توجه به نوع سیال ( گرانروی ، دما، فشار عملیاتی و فشار بخار سیال)، معمولا" از میترهای P.D یا T.M بر حسب مورد استفاده می گردد. میترهای PD برای اندازه گیری مواد نفتی با گرانروی بالا ( از ۲۵ CST به بالا) و نیز در بارگیری مواد نفتی که دما و فشار عملیات، تغییرات زیاد و سریعی نداشته باشد بکار می روند، این نوع میترها حجم زیادی را اشغال می کنند، میترهای توربینی برای اندازه گیری مواد نفتی با گرانروی نسبتا" پایین ( ۲۵ CST و کمتر) و نیز در بارگیری مواد نفتی که دما و فشار عملیاتی، سریعا" تغییر می کنند، بکار گرفته می شوند. میترهای آلتراسونیکی که برای اندازه گیری نفت خام به کار می روند،
تکنولوژی نسبتا جدیدی هستند و با ادامه این روند، برای کاربردهای متفاوت می توانند مورد قبول واقع شوند. میتر های التراسونیک توانایی اندازه گیری نفت خام و فراورده های نفتی با هر میزان گرانروی را دارند و این از بزرگترین مزیت های آن بشمار می رود که این امکان را فراهم می کند تا این نوع میتر ها برای اندازه گیری هر نوع فرآورده نفتی قابل استفاده گردد. پرووینگ این نوع میتر بر اساس استاندارد API نیاز به ضریب عدم اطمینان میتر به اندازه با اعتبار حدود ۰٫۹۵٪ دارد.
۱. مقدمه
شرکت پایانه های نفتی ایران (سهامی خاص) به عنوان یکی از شرکتهای صد در صد دولتی و تابعه شرکت ملی نفت ایران ( و دارای شخصیت حقوقی مستقل) با هدف بهبود همه جانبه و افزایش ظرفیت ذخیره سازی و ارتقای توان کیفی و کمی بارگیری و صادرات و واردات مواد نفتی کشور، با در اختیار داشتن تاسیسات صنعتی و به کارگیری نیروی انسانی متخصص خود، ضمن لحاظ نمودن استانداردهای مدیریت کیفیت، ایمنی، بهداشت و حفظ محیط زیست مسئولیت پهلودهی و جداسازی (بستن و باز کردن) نفتکش ها، دریافت، ذخیره سازی، اندازه گیری و صدور نفت خام کشور (از طریق پایانه نفتی خارگ) را بر عهده داشته و همزمان صدور میعانات گازی کشور (از طریق پایانه نفتی عسلویه) و عملیات معاوضه (SWAP) نفت خام و فرآورده های نفتی دریافتی از کشورهای حوزه خزر (از طریق پایانه نفتی شمال (نکا)) را در حوزه عملیاتی خویش دارد.
نظر به اینکه سهمیه تعیین شده از سوی اپک برای صدور نفت ایران روزانه حدود ۱ میلیون و ۴۰۰ هزار بشکه در روز است ، ایران دومین صادرکننده نفت اپک است. با توجه به اینکه قریب به ۹۳٪ نفت خام کشور از طریق پایانه نفتی خارگ صادر میگردد دقت سیستمهای اندازه گیری از اهمیت بسزایی برخوردار است. با توجه به قیمت تمام شده نفت در بازارهای جهانی و دقت در اندازه گیری حجم نفت خام صادر شده، اهمیت اندازه گیری دقیق و توجه به پارامترهای تاثیرگذار در این رابطه غیر قابل اغماض می باشد زیرا هرگونه خطا در اندازه گیری با توجه به مقیاس بالای صدور نفت خام در روز، خسارت زیادی را به اقتصاد کشور وارد می آوردل ۱]. همچنین در عملیات دریافت و تحویل فرآورده های نفتی نیز سیستم اندازه گیری فرآورده های نفتی بسیار مهم می باشد. بهره گیری از سیستم های نوین در صنعت اندازه گیری نقش بسیار مهمی در کاهش اختلافات در مبادله فرآورده های نفتی و نیز افزایش اعتبار فروشندگان این محصولات را بعهده دارد.
۱-۱. سیستم های میترینگ
در حال حاضر در بعضی از شرکتهای مرتبط با ذخیرهسازی و توزیع مواد نفتی برای اندازه گیری نفت خام از روش های دستی (Imanually) استفاده می نماید. در این روش ، اندازه گیری از طریق حفره های موجود بر روی سقف مخزن که همان پایه های خارج شده از سقف می باشند به صورت دستی انجام می شوند. در پارهای موارد نیز نفت و فرآورده های نفتی در تانکرهای حمل مواد نفتی ذخیره شده و در هنگام تحویل به مشتری میزان حجم نفت خام و فرآورده توسط شخصی به صورت دستی اندازه گیری می شود. که روش دقیقی نمی باشد و شامل خطای دید، خطای تکرارپذیری، خطای دستگاه و... میباشد که این خطاها تاثیر بسیار زیادی در اتلاف هزینه و انرژی دارندل ۱].
شکل(۱) ابزار اندازه گیری دستی فرآورده های نفتی در مخازن ذخیره
شکل (۲) اندازه گیری دستی میزان فرآورده های نفتی مخازن
به منظور کاهش حتی الامکان خطاهای اندازه گیری .3 سیستمهای میترینگ کیے سیستمهای اندازه گیری نسبتا دقیقی می باشند استفاده میگردد.
در زیر به بررسی و مقایسه ی ۳ نوع از این سیستمها پرداخته شده است. لازم به ذکر است که سیستم میترین تنگ Altrasonic یک تکنولوژی کاملا جدید برای اندازه گیری نفت خام فرآورده های نفتی میباشد و در مقایسه با سایر سیستمهای اندازه گیری از دقت بالایی برخوردار است.
دستگاههایی که برای اندازه گیری سیالات بطریق دینامیک مورد استفاده قرار میگیرند، میتر نامیده می شوند. میترها خود نیاز به آزمایش دارند که وضعیت عملکرد آنها در اندازه گیری، مشخص باشد. از این رو غالبا" میترها با دستگاه آزمایش آنها در ارتباط است و معمولا" کل میترها و متعلقات مربوطه به علاوه دستگاه آزمایش آنها را سیستم میترینگ می نامند. با پیشرفت تکنولوژی، ساختمان میترها و دستگاه های آزمایش آنها تدریجا" کاملتر شده و در نتیجه انواع مختلفی از میترها ساخته شده که با توجه به محدودهٔ دقت آنها و به عبارتی محدودهٔ خطای اندازه گیری آنها در تأسیسات نقل و انتقال و بارگیری مواد نفتی بکار گرفته می شوند. در پایانه های بارگیری که مقدار شدت جریان نسبتا" زیادی مد نظر است و از طرفی دقت بالایی هم در اندازه گیری مطرح است ،با توجه به نوع سیال (گرانوروی،دما،فشار عملیاتی و فشار بخار سیال ) معمولا ازمیترهای P.D یا T.M بر حسب مورد استفاده می گردد.
۱-۲ . انواع سیستمهای میترینگ موجود در پایانه ی نفتی خارک
• میترهای PD
۹ میترهای توربینی
۲. مشخصات سیستمهای میترینگ
1-2میترهای P.D
این میترها برای اندازه گیری مواد نفتی با گرانروی بالا (از ۲۵ CS به بالا) و نیز در بارگیری مواد نفتی که دما و فشار عملیات، تغییرات زیاد و سریعی نداشته باشد بکار می روند [2]. این نوع میترها حجم زیادی را اشغال می کنند و بخش داخلی آنها شامل قسمتهای جداگانه (Segments) می باشند که بر روی محوری قرار دارند که به نحو مقتضی در پوشش میتر، جا داده می شوند و برای جلوگیری از نشت سیالی، فاصله بخش های گردنده با بدنه، به دقت آب بندی می شود. با گردش محور، هر قسمت، مقداری سیال را از ورودی میتر به خروجی آن جابجا می کند. از این رو آنها را میترهای جابجا کنندهٔ مثبت (POSitive DiSplacement MeterS) می نامند نسبت به گردش محور، مقدار سیال عبور کرده از میتر بر حسب متر مکعب، بشکه و دستگاه شمارنده میتر، منتقل، ثبت و یا نشان داده می شود. این میترها فاقد [Pickup COil بوده ولی برای آزمایش آنها (PrOVing) و یا انتقال ارقام به یک ایستگاه کنترل مرکزی به دستگاه (PullSer ) مجهز میشوند. میترهای PD علاوه بر حجم زیادی که دارند، بسیار گرانند و از نظر تعمیرات نیز هزینه نسبتا" گزافی را به مصرف کننده تحمیل می کنند. PD میترها در محدودهٔ میانگین شدت جریان طراحی شده، نتایج خوبی در اندازه گیری ارائه می دهند در ضمن نسبت به جریان متلاطم، حساس نیستند و امکان نصب آنها در فاصله نزدیک به صافی و یا نزدیک به خمیدگی لوله جریانی وجود دارد و تجهیز آنها به لوله های مستقیم ساز جریان (Straighter) ضرورت ندارد. قابلیت تکرار ضریب اصلاحی در میتر و پروور (Repeatability) در اندازه های مختلف میتر برابر و محدودهٔ عملکرد با توجه به گرانروی و جریان سیال (Linearity) در اندازه های مختلف میتر برابر ٪۰/۱۵ +- است [3].
شکل(۳) سطح مقطع PD میتر
۲- ۲. توربین میتر میترهای توربینی برای اندازه گیری مواد نفتی با گرانروی نسبتا" پایین ( ۲۵ CSt و کمتر) و نیز در بارگیری مواک نفتی که دما و فشار عملیاتی، سریعا" تغییر می کنند و یا اینکه محاسبات نفت عبور کرده از آنها بوسیله کامپیوتر انجام می گیرد، بکار گرفته می شوند [2].
میترهای توربینی در واقع پروانه ای است ( توربین ) که بطور متناسب ما بین و بر روی دو یاطاقان در داخل یک لوله پوششی کوتاه استوار شده است. تیفه های پروانه ممکن است از جنس آهنربا باشند و یا بر روی نوک تیغه ها یا بر روی کمانی که روی تیغه ها تعبیه شده، دکمه های آهنربا نصب شده باشد و بر روی لوله ی پوششی، دو عدد Pickup Coll نصب است. متناسب با شدت جریان سیالی که از میتر میگذرد، پروانه ای که مجهز به دکمه های آهنربائی است، با گردش و عبور از نزدیک Pickup COil، یک ولتاژ خروجی ایجاد می شود ( پالس های خروجی ) یا ( پالس های برقی ) که به شمارندهٔ نصب شده روی بدنه میتر و یا پس از تقویت به جعبه های کنترل در یک ایستگاه منتقل می گردند. در واقع تعداد پالس های ایجاد شده توسط میتر، حجم سیال گذشته از میتر است و استمرار تولید پالس ، نشانگر استمرار عبور سیال از میتر می باشد . مقدار سیالی که از sis a Turbine |Meter از اندازه گیری سرعت سیال استنباط می شود و عملکرد این میترها را نمی توان دقیقا" از طریق تئوری هیدرودینامیک پیش بینی نمود. از اینرو آزمایش مکرر آنها ضرورت می یابد. برای اینکه اندازه گیری به نحو مطلوب انجام گیرد، باید جریان متلاطم و چرخشی پیش از ورود به میتر به جریان مستقیم غیر متلاطم تبدیل شود، به همین منظور یک دسته لوله های با قطر کم بنام لوله های مستقیم ساز جریان در درون بخش بالایی (ورودی میتر) تدارک می شود. این مجموعه لوله ها که حداقل سه برابر لوله ورودی طول دارند و حداقل از فاصله پنج برابر قطر لوله ورودی به میتر، کار گذاشته میشوند، باعث جریان مستقیم و غیر متلاطم به میتر شده و در نتیجه میتر می تواند عملکرد در بستی از خود نشان دهد[3] .
شکل (۴) شمای کلی از توربین میتر
هر دو نوع میتر یاد شده، در صورتیکه به درستی نصب، کالیبره و نگهداری شوند، میتوانند عملکرد خوبی داشته باشند. روی هم رفته کارآیی هر میتر نصب شده در سیستم باید در محدودهٔ زیر باشد [2] :
۲-۳. عوامل تاثیر گذار بر عملکرد سیستمهای میتر ینگ
• سرعت سیال
• غلظت سیال
• حرارت سیال
• فرسودگی و آسیب های مکانیکی میتر
• غیر ایده آل بودن شرایط سیال
• شرایط سیال ( هوای موجود در سیال - ایجاد حفره - چرخش سیال )
• اعتشاشات الکتریکی ( نوسانات الکتریکی - تشعاشعات الکترو مغناطیسی )
