УСТРОЙСТВО ПРИЕМА ТОПЛИВА ИЗ ЦИСТЕРН И ТРАНСПОРТНЫХ МЕР ВМЕСТИМОСТИ

Полезная модель относится к техническим средствам управления и учета топлива при приеме из цистерн и транспортных мер вместимости в стационарные резервуары для хранения авиационного топлива.
Устройство используется для автоматизированного контроля и управления технологическим процессом приема партии топлива, удаления газовой фазы из принимаемого топлива и обеспечения достоверного коммерческого учета партии принятого топлива в единицах массы и единицах объема с определением средней плотности и средней температуры партии принятого топлива, а также обеспечения интерфейсного взаимодействия с оператором и системами верхнего уровня с возможностью использования проводных и беспроводных каналов связи.
Известно, что функции коммерческого учета, например, товарных потоков нефтепродуктов, выражаются в сборе достоверной информации о количестве нефтепродуктов (по массе) при каждой коммерческой операции, а также в автоматическом формировании первичных учетных документов, используемых для расчета межу собственниками [Годнев А.Г., Зоря Е.И., Несговоров Д.А., Давыдов Н.В. Коммерческий учет товарных потоков нефтепродуктов автоматизированными системами: Учебное пособие / Годнев А.Г., Зоря Е.И., Несговоров Д.А., Давыдов Н.В. - М.: МАКС Пресс., 2008. - 426 с., стр. 269].
Автоматизированная система коммерческого учета нефтепродуктов позволяет оперативно проводить учетно-расчетные операции поставщиков-потребителей, а также осуществление планов (режимов) загрузки объектов транспорта и хранения.
Основным недостатком существующих автоматизированных систем приема топлив является применение косвенных методов определения количества (по массе) нефтепродуктов, основанные на измерениях объема, плотности, температуры и давления нефтепродуктов с использованием вычислителя, не обеспечивающих требуемую точность учета [там же, стр. 288]. Известны современные требования к системам авиатопливообеспечения аэропортов, к которым относятся стационарные и подвижные агрегаты заправки, заправочные модули автотопливозаправщиков, пункты налива и выдачи топлива и т.п.
Указанные средства должны обеспечивать выполнение современных требований к выдаче топлива с заданными характеристиками, в том числе, по точности измерения [ГОСТ Р 18.12.02-2017 «Технологии авиатопливообеспечения. Оборудование типовых схем авиатопливообеспечения. Общие технические требования»].
Известно устройство для слива топлива из автоцистерн в резервуары для хранения топлива на автозаправочных станциях [RU 82694, U1, B67D 5/04, 10.09.2009], которое содержит носитель, на котором размещен комплект съемных сливных шлангов и механически сопряженных с ними переходных муфт, при этом, каждый из упомянутых съемных сливных шлангов выполнен с возможностью плотного крепления первым своим концом к входу в горловину одного из резервуаров так, что к каждому из резервуаров, имеющихся на автозаправочной станции, может быть прикреплен только один съемный сливной шланг, а каждая из переходных муфт первым своим концом соединена со вторым концом соответствующего съемного сливного шланга, а второй конец каждой переходной муфты выполнен с возможностью плотного крепления к сливной горловине автоцистерны, имеющей стандартный выходной разъем, с первого конца каждого съемного сливного шланга выполнена первая насадка, профиль поперечного сечения которой имеет форму и размеры, обеспечивающие плотное соединение со входом горловины того резервуара, к которому она крепится, со второго конца каждого съемного сливного шланга выполнена вторая насадка, профиль поперечного сечения которой имеет форму и размеры, обеспечивающие плотное соединение с первым концом той переходной муфты, к которой она крепится, при этом профили поперечных сечений первых насадок каждого съемного сливного шланга выполнены отличающимися друг от друга по форме и/или размеру, профили поперечных сечений вторых насадок каждого съемного сливного шланга также выполнены отличающимися друг от друга по форме и/или размеру.
Недостатком этого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не позволяет вести массовый учет принимаемого топлива.
Кроме того, известно устройство для автоматического контроля метрологических характеристик средств измерения (СИ) массы нефти или жидких нефтепродуктов (НП) на базах посредством сравнения результатов измерений массы принимаемых нефти или НП при входном контроле в транспортировочной емкости (цистерне), на потоке в приемном коллекторе при сливе и в приемном резервуаре [RU 2569421, C1, F01F 25/00, 10.09.2015], которое включает блок сопряжения СИ массы нефти или НП в транспортировочной емкости, который подключен к выходам СИ массы нефти или НП в транспортировочной емкости (железнодорожные или автомобильные весы или средство измерения погружного типа), блок сопряжения со средствами измерений массы сливаемых нефти или НП, прошедших через приемный коллектор, вход которого подключен к выходам СИ массы нефти или НП, прошедших через приемный коллектор (массовые расходомеры или иные средства измерения, реализующие динамический метод измерения массы нефти или НП), блок сопряжения со средствами измерения массы нефти или НП в резервуарах, вход которого подключен в выходам СИ массы нефти или НП в резервуарах, блок регистрации, анализа и визуализации, входы которого подключены, соответственно, к выходам блоков первого, второго и третьего и к локальной вычислительно сети (ЛВС) предприятия.
Недостатком этого технического решения является относительно низкая точность измерения метрологических характеристик, обусловленная тем, что, при перекачке нефтепродуктов из цистерн особенно в заключительной части перекачки при малых уровнях нефтепродуктов в них образуется газовая фаза, что резко снижает точность измерений массы принимаемых нефтепродуктов.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство автоматизированного приема и учета нефтепродуктов из автоцистерн и других емкостей [RU 2695520, С1, B65D 3/00, 23.07.2019], содержащее основную линию с трубопроводом приема нефтепродуктов среды с первым диаметром, линию завершающего цикла с трубопроводом приема нефтепродуктов со вторым диаметром с поддерживаемой стабильностью и осуществляющей прием и учет остатков нефтепродуктов, включая остатки нефтепродуктов в цистерне по завершении работы основного насоса устройства слива и рукавов слива, а также трубопроводов подачи среды в систему измерения и остатков нефтепродуктов продукта во внутренних объемах измерительной системы, причем обе измерительные линии оснащены приборами измерения массы нефтепродуктов в динамике в соответствии с принятой национальной методикой, а обе линии оснащены одинаковыми по принципу работы датчиками, обеспечивающими измерение температуры и давления, и имеют регуляторы расхода нефтепродуктов при приеме.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая точность измерения, обусловленная тем, что при перекачке нефтепродуктов из цистерн особенно в заключительной части перекачки при малых уровнях нефтепродуктов в них образуется газовая фаза, что резко снижает точность измерений массы принимаемых нефтепродуктов и точность его учета.
Задачей, которая решается в предлагаемом техническом решении, является создание устройства, обладающего более высокой точностью учета топлива при приеме из цистерн и других транспортных мер вместимости в стационарные резервуары для хранения авиационного топлива.
Требуемый технический результат заключается в повышении точности учета авиационного топлива при его приеме в единицах массы и объема с одновременным определением средней температуры партии принятого топлива из цистерн и других транспортных мер вместимости в стационарные резервуары для его хранения.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее трубопровод приема топлива, выполненный с возможностью соединения входного конца со средствами подачи топлива из цистерны, расходомер-счетчик массовый, трубопровод подачи топлива в расходомер-счетчик массовый, выходной конец которого оснащен датчиком температуры, датчиком давления и соединен со входом расходомера-счетчика массового, трубопровод слива топлива, входной конец которого соединен с выходом расходомера-счетчика массового, а выходной конец выполнен с возможностью соединения со средствами подачи топлива в резервуар хранения, насос перекачки, трубопровод подачи топлива в насос перекачки, входной конец которого соединен с трубопроводом приема топлива, а выходной конец с входом подачи топлива в насос перекачки, трубопровод подачи топлива из насоса перекачки, входной конец которого соединен с выходом насоса перекачки, а выходной конец соединен с выходным концом трубопровода подачи топлива в расходомер-счетчик массовый перед местом включения датчиков температуры и давления, блок учета и управления, а также первый и второй электроуправляемые запорные элементы, установленные, соответственно, в трубопроводе приема топлива и трубопроводе слива топлива, управляющие входы которых соединены с первым и вторым входами блока учета и управления, согласно полезной модели, в устройство введены автоматизированный газоотделитель, вход которого соединен с выходным концом трубопровода приема топлива, а выход соединен с входным концом трубопровода подачи топлива в расходомер-счетчик массовый, трубопровод подачи топлива из насоса перекачки в трубопровод приема топлива, входной конец которого соединен с трубопроводом подачи топлива из насоса перекачки в трубопровод подачи топлива в расходомер-счетчик массовый, а выходной конец соединен с трубопроводом приема топлива перед газоотделителем за первым электроуправляемым запорным элементом, трубопровод подачи топлива из дренажного выхода автоматизированного газоотделителя, входной конец которого соединен с дренажным выходом автоматизированного газоотделителя, а выходной конец соединен с выходным концом трубопровода подачи топлива в насос перекачки, третий запорный электроуправляемый элемент, установленный в трубопроводе подачи топлива из насоса перекачки в трубопровод приема топлива, управляемый вход которого соединен с третьим входом блока учета и управления, четвертый запорный электроуправляемый элемент, установленный в трубопроводе подачи топлива из дренажного выхода автоматизированного газоотделителя, управляемый вход которого соединен с четвертым входом блока учета и управления, пятый запорный электроуправляемый элемент, установленный в трубопроводе подачи топлива в насос перекачки и управляемый вход которого соединен с пятым входом блока учета и управления, шестой запорный электроуправляемый элемент, установленный в трубопроводе подачи топлива из насоса перекачки в трубопровод подачи топлива в расходомер-счетчик массовый и управляемый вход которого соединен с шестым входом блока учета и управления, седьмой вход которого соединен со средствами управления насоса перекачки, восьмой вход соединен с средствами управления расходомера-счетчика массового, седьмой запорный электроуправляемый элемент, установленный на выходе выпуска воздуха автоматизированного газоотделителя и управляемый вход которого соединен с девятым входом блока учета и управления, при этом первый электроуправляемый запорный элемент установлен в трубопроводе приема топлива между местами соединения с ним трубопровода подачи топлив в насос перекачки и трубопровода подачи топлива из насоса перекачки в трубопровод приема топлива, а выходы датчиков температуры и давления соединены, соответственно, с десятым и одиннадцатым входами блока учета и управления.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, входной конец трубопровода приема топлива оснащен датчиком сухого хода, соединенного с двенадцатым входом блока учета и управления.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, автоматизированный газоотделитель оснащен датчиками верхнего и нижнего уровней, управляемые выходы которых соединены соответственно с тринадцатым и четырнадцатым входами блока учета и управления.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, входной конец трубопровода подачи топлива в расходомер-счетчик массовый оснащен обратным клапаном.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, блок учета и управления выполнен в виде котроллера, оснащенного пультом управления.
На чертеже представлена функциональная схема устройства приема топлива из цистерн и транспортных мер вместимости.
Устройство приема топлива из цистерн и транспортных мер вместимости содержит трубопровод 1 приема топлива, выполненный с возможностью соединения входного конца со средствами подачи топлива из цистерны.
Кроме того, устройство содержит расходомер-счетчик 2 массовый, трубопровод 3 подачи топлива в расходомер-счетчик 2 массовый, выходной конец которого оснащен датчиком 4 температуры, датчиком 5 давления и соединен со входом расходомера-счетчика 2 массового.
Устройство содержит также трубопровод 6 слива топлива, входной конец которого соединен с выходом расходомера-счетчика 2 массового, а выходной конец выполнен с возможностью соединения со средствами подачи топлива в резервуар хранения.
Кроме того, устройство содержит насос 7 перекачки, а также трубопровод 8 подачи топлива в насос перекачки, входной конец которого соединен с входным концом трубопровода 1 приема топлива, трубопровод 9 подачи топлива из насоса 7 перекачки, входной конец которого соединен с выходом насоса 7 перекачки, а выходной конец соединен с выходным концом трубопровода 3 подачи топлива в расходомер-счетчик 2 массовый перед местом включения датчиков температуры 4 и давления 5.
Дополнительно к этому, устройство содержит блок 10 учета и управления, а также первый 11 и второй 12 электроуправляемые запорные элементы, установленные, соответственно, в трубопроводе 1 приема топлива и трубопроводе 6 слива топлива, управляющие входы которых соединены с первым и вторым входами блока 10 учета и управления.
Устройство также содержит в своем составе автоматизированный газоотделитель 13, вход которого соединен с выходным концом трубопровода 1 приема топлива, а выход соединен с входным концом трубопровода 3 подачи топлива в расходомер-счетчик 2 массовый, трубопровод 14 подачи топлива из насоса перекачки в трубопровод 1 приема топлива, входной конец которого соединен с трубопроводом 9 подачи топлива из насоса перекачки в трубопровод 3 подачи топлива в расходомер-счетчик 2 массовый, а выходной конец соединен с трубопроводом 1 приема топлива перед газоотделителем 13 за первым 11 электроуправляемым запорным элементом, трубопровод 15 подачи топлива из дренажного выхода автоматизированного газоотделителя 12, входной конец которого соединен с дренажным выходом автоматизированного газоотделителя 13, а выходной конец соединен с выходным концом трубопровода 8 подачи топлива в насос 7 перекачки.
Помимо указанного выше, устройство содержит третий запорный электроуправляемый элемент 16, установленный в трубопроводе 14 подачи топлива из насоса 7 перекачки в трубопровод 1 приема топлива, управляемый вход которого соединен с третьим входом блока 10 учета и управления, четвертый запорный электроуправляемый элемент 17, установленный в трубопроводе 15 подачи топлива из дренажного выхода автоматизированного газоотделителя 13, управляемый вход которого соединен с четвертым входом блока 10 учета и управления, пятый запорный электроуправляемый элемент 18, установленный в трубопроводе 8 подачи топлива в насос 7 перекачки и управляемый вход которого соединен с пятым входом блока 10 учета и управления, шестой запорный электроуправляемый элемент 19, установленный в трубопроводе 9 подачи топлива из насоса 7 перекачки в трубопровод подачи топлива в расходомер-счетчик массовый и управляемый вход которого соединен с шестым входом блока 10 учета и управления, седьмой вход которого соединен со средствами управления насоса 7 перекачки, восьмой вход соединен с средствами 20 управления расходомера-счетчика 2 массового.
Особенностью устройств является то, что в его состав входит седьмой запорный электроуправляемый элемент 21, установленный на выходе выпуска воздуха автоматизированного газоотделителя 13 и управляемый вход которого соединен с девятым входом блока 10 учета и управления, при этом, первый электроуправляемый запорный элемент 11 установлен в трубопроводе 1 приема топлива между местами соединения с ним трубопровода 8 подачи топлив в насос перекачки и трубопровода 14 подачи топлива из насоса перекачки в трубопровод 1 приема топлива, а выходы датчиков температуры 4 и давления 5 соединены, соответственно, с десятым и одиннадцатым входами блока 10 учета и управления.
В частном случае выполнения устройства входной конец трубопровода 1 приема топлива оснащен датчиком 22 сухого хода, соединенного с двенадцатым входом блока 10 учета и управления, автоматизированный газоотделитель 13 оснащен датчиками верхнего 23 и нижнего 24 уровней, управляемые выходы которых соединены, соответственно, с тринадцатым и четырнадцатым входами блока 10 учета и управления, который выполнен в виде котроллера, оснащенного пультом 25 управления, выполненного с возможностью соединения с пятнадцатым входом блока 10 учета и управления, а входной конец трубопровода 3 подачи топлива в расходомер-счетчик массовый оснащен обратным клапаном 26.
Устройство приема топлива из цистерн и транспортных мер вместимости используется следующим образом.
Топливо через трубопровод 1 приема топлива поступает в автоматизированный газоотделитель 13, в котором, выполняя команды блока 10 учета, выполненного в виде контроллера, осуществляется отделение газовой фазы из потока прокачиваемого топлива. Одновременно обеспечивается контроль и регулирование, заполнение топливом автоматизированного газоотделителя 13, выпуска воздуха, перекачку в него необходимого количества топлива, а также установку назначенного уровня топлива в автоматизированном газоотделителе после завершения операции приема топлива и возможность его визуального контроля.
Блок 10 учета и управления, выполненный в виде контроллера, с использованием сигналов от датчика 4 температуры, датчика 5 давления и расходомера-счетчика 2 массового осуществляет учета текущего объема и текущей массы топлива при приеме, давления топлива, текущих значений температуры топлива, наличия топлива в трубопроводах, уровня топлива в газоотделителе 13. Этот же контроллер, благодаря пульту 25 может быть оперативно перепрограммироваться и в соответствии с этим управлять запорными электроуправляемыми элементами, формируя необходимый маршрут движения топлива для каждого из этапов его приема. Все параметры топлива принимаемой партии регистрируются в блоке 10 учета и управления и заносятся в его долговременную память. На основании этого формируется отчет, который, при необходимости, может отражаться на мониторе или документируется на бумажном носителе с использованием принтера, с который может быть подключен к контроллеру.
Блок 10 учета и управления, выполненный в виде контроллера, обеспечивает местное (локальное) управление процессом приема топлива и интерфейс взаимодействия с уполномоченным оператором приема с применением пульта 25 управления, который снащен считывателем персональных смарт-карт, при помощи которых определяются права оператора и предоставляется право на управление процессом приема топлива, клавиатурой ввода информации, дисплеем отображения информации, обеспечение интерфейсного взаимодействия системы с системами верхнего уровня (АСУ ТП и УО предприятия) с возможностью использования проводных (кабельных) и беспроводных (мобильных), каналов связи. В блоке 10 учета и управления, выполненного в виде контроллера, осуществляется также прием данных от автоматизированного газоотделителя 13 и проводятся вычисления, определяющие контроль количества партии принятого топлива в объемных и массовых единицах, полученных прямым методом динамических измерений, соответствующих требованиям ГОСТ 8.587-2019, средней температуры партии принятого топлива, плотности партии принятого топлива, данных, приведенных к стандартным условиям, объема партии принятого топлива, средней плотности партии принятого топлива.
Таким образом, предложенное устройство, благодаря внесенным усовершенствованиям позволяет обеспечить достижение требуемого технического результата, который заключается в повышении точности учета авиационного топлива при его приеме в единицах массы и объема с одновременным определением средней температуры партии принятого топлива из цистерн и других транспортных мер вместимости в стационарные резервуары для его хранения. Предложенное устройство расширяет арсенал технических средств, которые могут быть использованы для приема топлива из цистерн и транспортных мер вместимости.