СИСТЕМА ВЫБОРА И УЧЕТА ОТГРУЗКИ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ С ОБЕСПЕЧЕНИЕМ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ (ВАРИАНТЫ)
SYSTEM TO SELECT AND ACCOUNT FOR UNLOADING OF LIQUID PRODUCTS WITH PROVISION OF REDUNDANCY (VERSIONS)

Изобретение относится к системе выбора и учета отгрузки жидких продуктов с обеспечением резервирования, в частности к системам для подачи светлых нефтепродуктов под налив в устройствах выбора и коммерческого учета отгрузки нефтепродуктов на эстакадах железнодорожного галерейного или тактового налива, автомобильного налива.
На эстакадах железнодорожного галерейного или тактового налива, автомобильного налива при отгрузке жидких нефтепродуктов, согласно существующим нормативным документам, предусматриваются системы выбора и коммерческого учета отгрузки одного или нескольких видов продуктов.
Обычной конструкцией является измерительная система, содержащая узел отгрузки нефтепродуктов на эстакадах для автомобильного или железнодорожного транспорта для выбора и учета отгрузки более одного вида нефтепродуктов, содержащий в своем составе стояки наливные, счетчики жидкости, клапаны-отсекатели, фильтры жидкости, насосные агрегаты, при этом блок гидравлики может быть оборудован плотномером, термодатчиком, газоотделителем, клапаном-отсекателем плавного регулирования и дренажной системой, например, согласно полезной модели RU 28682 U1, опубликованной 10.04.2003. В известном измерительном комплексе измерительные средства для учета расхода расположены в каждом из отдельных трубопроводов для подачи каждого вида продукта до наливной магистрали, выполненной в виде наливного стояка (смотрите фиг.3 RU 28682 U1). Перед каждым измерительным средством для учета расхода установлен газоотделитель для исключения попадания нерастворенных газов. В самом высоком месте наливного стояка расположен воздушный клапан. Данная система выполнена с возможностью производить отпуск через один наливной стояк от одного до двух видов продуктов без их смешивания за счет обеспечения естественного опорожнения магистралей наливного стояка и пространства после коллектора при каждой смене продуктов.
Недостатком известного решения является необходимость устанавливать измерительные линии c газоотделителями в каждом трубопроводе подачи нефтепродуктов, что является экономически невыгодным, так как в этом случае требуется число измерительных линий, равное произведению количества наливаемых продуктов на количество точек налива. Так, например, при галерейном наливе двух составов по 36 вагонов в каждом, при номенклатуре налива, состоящей из 8 продуктов, количество газоотделителей и измерительных линий, включая необходимую трубопроводную обвязку, составит 72×8=736. Для реализации резервирования расходомеров этой системы при стандартной конструкции узла, количество измерительных линий будет 1472. Такая система требует больших капиталовложений при строительстве и эксплуатации и не является надежной, поскольку выход из строя любого элемента такой системы приведет к простою и большим временным затратам по переформированию состава.
Кроме того, в уровне техники, в соответствии с требованиями производителей, расходомеры типично устанавливают так, чтобы поток при прохождении расходомера был направлен определенным образом, в связи с чем требуется соответствующая пространственной ориентация расходомера, что усложняет оборудование, накладывает дополнительные ограничения на конструкцию узла выбора и учета отгрузки жидких нефтепродуктов и не позволяет уменьшить габариты узла и сделать конструкцию узла более компактной (смотрите фиг.1), при этом, как показано на фиг.1, ввиду того что на каждой линии измерения присутствует только один расходомер, выход его из строя приводит к неработоспособности всей линии и необходимости ремонта узла с задержкой отгрузки до момента его окончания. То есть выход из строя единственного расходомера приведет к неработоспособности всего узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, поскольку, к примеру, при отгрузке состава вагонов с изменяющимся составом вагонов по продуктам, состав не может быть отгружена при отсутствии необходимой номенклатуры отгружаемых продуктов.
С другой стороны, в настоящее время предъявляются все более высокие требования в отношении обеспечения бесперебойной работы узлов выбора и учета отгрузки жидких продуктов, что проявляется в снабжении таких узлов резервными наливными магистралями и средствами измерения. В приведенном выше примере это также обуславливает как минимум удвоенное количество имеющегося оборудования, в том числе средств измерения, для выбора и учета отгрузки продуктов, то есть несоразмерные материальные и капитальные затраты, а также затраты на обслуживание такой комплексной системы, в том числе на регулярную поверку всей системы измерения.
Исходя из вышеизложенного, задачей изобретения является создание систем, включающих различные комбинации узлов выбора и учета отгрузки жидких продуктов, которые обеспечивают повышение надежности подачи жидких продуктов, позволяют упростить конструкцию, снизить затраты на строительство, закупку оборудования, эксплуатацию и контроль исправности оборудования при обеспечении компактной конструкции узла.
Другой задачей изобретения является создание систем, включающих различные комбинации узлов выбора и учета отгрузки жидких продуктов, в котором предусмотрена возможность резервирования измерительных линий для повышения бесперебойности работы систем выбора и учета отгрузки жидких продуктов в целом.
В предлагаемом решении два узла подачи объединены в одну систему с помощью трубопроводной обвязки и дополнительной байпасной резервной измерительной линии. При этом дополнительная измерительная линия может быть использована для учета подачи продукта через любую из линий налива двух и более узлов подачи, объединенных в систему, и, кроме того, позволяет выполнять перекрестное резервирование узлов подачи и магистралей питания каждой линии отгрузки жидких продуктов.
В первом аспекте настоящее изобретение относится к системе выбора и учета отгрузки жидких продуктов с обеспечением резервирования, содержащей
по меньшей мере два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, включающих в себя
коллектор, соединенный с по меньшей мере двумя подводящими трубопроводами для подачи по меньшей мере одного продукта,
запорное средство трубопроводов, обеспечивающее открывание и закрывание подводящих трубопроводов для подачи по меньшей мере одного продукта в коллектор,
наливную магистраль, соединенную с коллектором и обеспечивающую подачу продукта из коллектора к устройству налива продукта в резервуар потребителя,
средство измерения для измерения расхода продукта, установленное в наливной магистрали ниже по потоку от коллектора и выполненное с возможностью определения расхода продукта, и
резервную линию измерения, содержащую резервное средство измерения для измерения расхода продукта и соединенную трубопроводными соединительными линиями, имеющими запорные средства, с наливными магистралями каждого из узлов выше по потоку и ниже по потоку от средств измерения, размещенных в наливной магистрали каждого из узлов,
причем система выбора и учета отгрузки жидких продуктов выполнена с возможностью опорожнения самотеком коллекторов и наливных магистралей каждого из узлов и резервной линии измерения через расположенную нисходяще относительно коллекторов и резервной линии измерения наливную магистраль по меньшей мере одного из узлов.
За счет расположения в узлах, входящих в систему, средств измерения после коллектора, количество необходимых средств измерения может быть сокращено в количество раз, численно равное количеству продуктов, подлежащих отгрузке, при обеспечении возможности необходимого резервирования. Целесообразно, если средство измерения выполнено с возможностью определения параметров всей номенклатуры отгружаемых жидких продуктов. В этом случае по меньшей мере одно средство измерения может быть использовано для отгрузки всей номенклатуры жидких продуктов, в частности, светлых нефтепродуктов.
Предпочтительно, если по меньшей мере один узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов, используемый в системе, дополнительно содержит газоотделитель, установленный в наливной магистрали и/или в по меньшей мере одном из подводящих трубопроводов перед коллектором.
Функция газоотделителя является в целом известной, при этом, согласно существующим требованиям, газоотделитель всегда располагается в линии подачи жидких нефтепродуктов выше по потоку от средства измерения.
В другом целесообразном варианте выполнения узлов выбора и учета отгрузки жидких продуктов газоотделитель установлен в наливной магистрали ниже по потоку от коллектора, но выше по потоку от средства измерения, при этом от газоотделителя дополнительно отходит байпасная линия, соединяющаяся с наливной магистралью выше по потоку от средства измерения для обеспечения условий его надлежащей работы.
Используемые в настоящем описании термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» относятся к направлению транспортировки жидкого продукта, начиная от подающих трубопроводов, и заканчивая наливным стояком, трубой или сходным устройством налива продукта в резервуар потребителя.
Целесообразно, если газоотделитель установлен в наливной магистрали ниже по потоку от коллектора, но выше по потоку от средства измерения, при этом от газоотделителя дополнительно отходит байпасная линия, соединяющаяся с наливной магистралью ниже по потоку от средства измерения. При таком выполнении обеспечивается особенно быстрое и возможно полное опорожнение наливной магистрали и коллектора, что существенно при смене вида или типа отгружаемых продуктов для обеспечения минимизации смешения при их смене.
Также для предотвращения движения продукта на основных режимах работы по байпасной линии помимо основной магистрали может быть предусмотрено, что отходящая от газоотделителя байпасная линия дополнительно снабжена запорным средством, и газоотделитель выполнен с возможностью опорожнения самотеком через наливную магистраль при открывании запорного средства указанной байпасной линии.
Дополнительно, отходящая от газоотделителя байпасная линия может быть снабжена насосом и по меньшей мере одним запорным средством, а в основной линии наливной магистрали дополнительно размещено запорное средство, в частности, обратный или запорный клапан.
В целесообразном варианте развития изобретения предусмотрено, что наливная магистраль содержит запорное средство наливной магистрали ниже по потоку и/или выше по потоку от средства измерения.
В целом узлы выбора и учета отгрузки жидких продуктов, используемые в системе, выполнены с возможностью опорожнения средства измерения самотеком через наливную магистраль.
Если необходимо, узлы выбора и учета отгрузки жидких продуктов могут быть дополнительно снабжены одним или несколькими воздушными клапанами.
Для обеспечения регулируемой отгрузки продукта каждая наливная магистраль содержит регулируемое запорное средство.
В альтернативном варианте выполнения системы могут быть использованы узлы выбора и учета отгрузки жидких продуктов, в которых газоотделитель установлен в по меньшей мере одном из подводящих трубопроводов, а наливная магистраль на участке, отходящем от коллектора, образует разветвление на основную линию наливной магистрали и байпасную линию, которые затем соединяются вместе выше по потоку от средства измерения, байпасная линия дополнительно снабжена насосом, а в основной линии наливной магистрали дополнительно размещено запорное средство, в частности, обратный или запорный клапан.
Система выбора и учета отгрузки жидких продуктов выполняется с возможностью управления автоматизированной системой управления, противоаварийной защиты, контроля и управления наливом, содержащей станции централизованного управления и систему сбора, анализа и хранения информации. Поскольку подобные средства известны специалистам, дальнейшая их конкретизация не приводится. Следует, тем не менее, отметить, что система управления снабжена соответствующими расчетными и управляющими средствами и алгоритмами, чтобы обеспечивать открывание соответствующих запорных средств для обеспечения выбора отгружаемого продукта в соответствии с циклограммой отгрузки и заданием на отгрузку, опорожнение наливной магистрали и коллектора при смене продукта, и при необходимости дальнейшее продолжение отгрузки, при осуществлении при этом контроля количества, напора, температуры, давления, плотности и прочих параметров отгружаемого продукта.
Система выбора и учета отгрузки жидких продуктов может быть усовершенствована тем, что наливные магистрали используемых в ней узлов содержат запорные средства, регулируемые системой автоматического контроля, управления наливом и противоаварийной защиты на основании измерений расхода продукта средством измерения в соответствии с циклограммой отгрузки продукта и заданием на отгрузку.
Для повышения надежности работы и обеспечения бесперебойной работы отдельных узлов выбора и учета отгрузки жидких продуктов, входящих в систему, при отказах измерительных устройств в по меньшей мере одном из узлов дополнительно можно предусмотреть одну или несколько резервных линий измерения, соединенных с наливной магистралью выше по потоку и ниже по потоку от средства измерения, размещенного в наливной магистрали, причем резервная линия измерения содержит дополнительное средство измерения для измерения расхода продукта и запорные средства.
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к варианту системы выбора и учета отгрузки жидких продуктов с обеспечением резервирования, содержащей
по меньшей мере два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, включающих в себя
коллектор, соединенный с по меньшей мере двумя подводящими трубопроводами для подачи по меньшей мере одного продукта, при этом коллектор имеет верхний конец и нижний конец, снабженный запорным средством коллектора,
запорные средства трубопроводов, обеспечивающие открывание и закрывание подводящих трубопроводов для подачи по меньшей мере одного продукта в коллектор,
наливную магистраль, соединенную с запорным средством коллектора на нижнем конце коллектора и обеспечивающую подачу продукта из коллектора к устройству налива продукта в резервуар потребителя, и
линию измерения, содержащую средство измерения для измерения расхода продукта, выполненное с возможностью определения расхода продукта, при этом входной конец линии измерения соединен с верхней частью коллектора, а выходной конец линии измерения соединен с наливной магистралью ниже по потоку от запорного средства коллектора,
резервную линию измерения, содержащую резервное средство измерения для измерения расхода продукта и соединенную трубопроводными соединительными линиями, имеющими запорные средства, с линиями измерения каждого из узлов выше по потоку и ниже по потоку от средств измерения, размещенных в линии измерения каждого из узлов,
причем система выбора и учета отгрузки жидких продуктов выполнена с возможностью опорожнения самотеком коллекторов, линий измерения и наливных магистралей каждого из узлов и резервной линии измерения через расположенную нисходяще относительно коллекторов, линий измерения и резервной линии измерения наливную магистраль по меньшей мере одного из узлов.
В данном варианте обеспечивается особенно быстрое опорожнение наливной магистрали и коллектора при смене продуктов. Целесообразно, если как коллектор, так и линия изменения и наливная магистраль узлов расположены в основном нисходяще, в частности, приближаются к вертикали.
Используемые в данном варианте системы узлы выбора и учета отгрузки жидких продуктов дополнительно содержат газоотделитель, установленный в линии измерения и/или в по меньшей мере одном из подводящих трубопроводов. При установке газоотделителя в линии измерения, целесообразно, чтобы он располагался с минимизацией расстояний межтрубных соединений, что позволяет обеспечить высокую скорость опорожнения.
Особенно предпочтительно, если газоотделитель установлен в верхней части линии измерения выше по потоку от средства измерения, при этом от газоотделителя дополнительно отходит байпасная линия, соединяющаяся с коллектором, снабженная запорным средством байпасной линии.
В узлах выбора и учета отгрузки жидких продуктов может быть предусмотрено, что линия измерения содержит запорное средство ниже по потоку и/или выше по потоку от средства измерения. За счет такого выполнения обеспечивается возможность обслуживания линии измерения и/или замены средства измерения.
Узлы выбора и учета отгрузки жидких продуктов, используемые в системе согласно второму аспекту изобретения, также выполнены с возможностью опорожнения средства измерения самотеком через наливную магистраль.
При необходимости такие узлы, в частности, коллектор или линия измерения, дополнительно снабжаются одним или несколькими воздушными клапанами.
Узлы также могут снабжаться регулируемыми запорными средствами, системой управления, противоаварийной защиты, контроля и управления наливом, а также выполняться с резервными линиями измерения, как это раскрыто со ссылкой на первый аспект настоящего изобретения.
В третьем аспекте настоящего изобретения система выбора и учета отгрузки жидких продуктов с обеспечением резервирования содержит
по меньшей мере два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, включающих в себя
коллектор, соединенный с по меньшей мере двумя подводящими трубопроводами для подачи по меньшей мере одного продукта, при этом коллектор имеет верхний конец и нижний конец,
запорное средство трубопроводов, обеспечивающее открывание и закрывание подводящих трубопроводов для подачи по меньшей мере одного продукта в коллектор,
линию измерения, отходящую от нижнего конца коллектора и содержащую средство измерения для измерения расхода продукта, выполненное с возможностью определения расхода отгружаемого продукта и расположенное так, что выходной конец средства измерения расположен выше входного конца средства измерения,
байпасную линию линии измерения, снабженную запорным средством,
наливную магистраль, обеспечивающую подачу продукта к устройству налива в резервуар потребителя, соединенную с линией измерения и указанной байпасной линией, и
резервную линию измерения, содержащую резервное средство измерения для измерения расхода продукта и соединенную трубопроводными соединительными линиями, имеющими запорные средства, с линиями измерения каждого из узлов выше по потоку и ниже по потоку от средств измерения, размещенных в линии измерения каждого из узлов,
причем система выбора и учета отгрузки жидких продуктов выполнена с возможностью опорожнения самотеком коллекторов, линий измерения, указанных байпасных линий и наливных магистралей каждого из узлов и резервной линии измерения через расположенную нисходяще относительно коллекторов, линий измерения и байпасных линий и резервной линии измерения наливную магистраль по меньшей мере одного из узлов.
В данном варианте системы используются узлы, в которых отгружаемый продукт поступает в средство измерения в виде восходящего вверх потока, что позволяет использовать средства измерения, требующие определенной ориентации в пространстве.
Целесообразно, если средство измерения размещено выше относительно соединения измерительной линии с нижней частью коллектора.
По меньшей мере один узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов, используемый в системе согласно данному варианту выполнения, также дополнительно содержит газоотделитель, установленный в линии измерения и/или в по меньшей мере одном из подводящих трубопроводов.
В предпочтительном варианте по меньшей мере один узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов содержит газоотделитель, который установлен в линии измерения, причем байпасная линия линии измерения отходит от газоотделителя, и газоотделитель выполнен с возможностью опорожнения самотеком через наливную магистраль при открывании запорного средства указанной байпасной линии.
Для третьего аспекта изобретения также применимы варианты и усовершенствования, раскрытые выше применительно к первому и второму аспектам.
В целом, эффект настоящего изобретения заключается в повышении безотказности, а также снижении конструктивных затрат и затрат на обслуживание, вследствие снижения количества элементов, отказ каждого из которых приводит к отказу всей системы, увеличении надежности всей компоновки в пропорциональное количество раз, снижении затрат на строительство, закупку оборудования, эксплуатацию, поверку и т.д.
Кроме того, в заявленной системе согласно изобретению устраняются недостатки конструктивного исполнения систем и узлов подачи, известных из уровня техники, в которых отсутствует резервирование измерительных линий и невозможно использовать работоспособные магистрали ветви одного узла для загрузки ветви второго узла при выходе из строя каких-либо ее элементов с сохранением конструктивной возможности опорожнения всех магистралей при смене продуктов.
Упомянутый в настоящем описании термин «наливная магистраль» в контексте настоящего изобретения относится к линии транспортировки жидких продуктов из коллектора к устройству налива продукта, например, наливной трубе. Наливная магистраль, если это напрямую не оговорено в конкретном варианте осуществления изобретения, содержит известные специалистам запорные, измерительные и/или насосные средства для подачи жидких продуктов к наливной трубе.
Термин «коллектор» в настоящем изобретении используется в традиционном значении, характеризующем участок линии подачи жидких продуктов, объединяющий несколько подающих трубопроводов, включающий в себя запорные устройства и предшествующий упомянутой наливной магистрали.
Как коллектор, так и наливная магистраль расположены преимущественно нисходящим образом, то есть с изменением расположения по высоте, за счет чего обеспечивается их гравитационное опорожнение самотеком.
Термин «байпасная линия» относится к обводному участку трубопровода, обеспечивающему транспортировку текучей среды в обход одного или нескольких измерительных, запорных или прочих элементов. Например, байпасную линию газоотделителя следует рассматривать как линию, позволяющую транспортировку текучей среды в обход газоотделителя.
Линия измерения в общем случае образована участком линии подачи, на котором производится измерение и учет количества, скорости, давления и/или других параметров потока подаваемого жидкого продукта. Линия измерения, как известно специалистам, содержит одно или несколько средств измерения, а также запорных средств, обеспечивающих обслуживание линии измерения или ее запирание при опорожнении линии подачи или при использовании соответственно соотнесенной байпасной линии.
Далее изобретение поясняется подробнее со ссылкой на прилагаемые схематичные чертежи, иллюстрирующие примерные варианты осуществления изобретения, на которых показано:
фиг.1 - известный из уровня техники узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов.
Фиг.2 - вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов согласно настоящему изобретению с газоотделителем, размещенным в наливной магистрали, и байпасной линией газоотделителя.
Фиг.3 - альтернативный вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов согласно настоящему изобретения, в котором газоотделители расположены в подводящих трубопроводах.
Фиг.4 - другой вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов согласно настоящему изобретения, в котором предусмотрена байпасная линия средства измерения.
Фиг.5 - альтернативный вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов с газоотделителем, размещенным в наливной магистрали, и байпасной линией газоотделителя, снабженной насосом.
Фиг.6 - вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов согласно настоящему изобретения с газоотделителями, размещенными в подводящих трубопроводах, и байпасной линией, снабженной обратным клапаном.
Фиг.7 - вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов с отдельной линией измерения, содержащей газоотделитель.
Фиг.8 - вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов с отдельной линией измерения, при этом газоотделители размещены в подводящих трубопроводах.
Фиг.9 - вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов с отдельной линией измерения, содержащей газоотделитель и имеющей байпасную линию.
Фиг.10 - вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов с отдельной линией измерения, имеющей байпасную линию, при этом газоотделители размещены в подводящих трубопроводах.
Фиг.11 - вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, содержащий в наливной магистрали резервную линию измерения.
Фиг.12 - один из вариантов размещения резервной измерительной линии и ее связей с участками узлов выбора и учета отгрузки жидких продуктов.
Фиг.13 - один вариант системы, содержащей два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, а также резервную линию измерения.
Фиг.14 - второй вариант системы, содержащей два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, а также резервную линию измерения.
Фиг.15 - третий вариант системы, содержащей два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, а также резервную линию измерения.
Фиг.16 - четвертый вариант системы, содержащей два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, а также резервную линию измерения.
Фиг.17 - пятый вариант системы, содержащей два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, а также резервную линию измерения.
Фиг.18 - шестой вариант системы, содержащей два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, в которых газоотделители установлены в подводящих трубопроводах, а также резервную линию измерения.
Последующее описание некоторых примеров осуществления изобретения дано с тем, чтобы пояснить принципы изобретения и его практическую применимость, тем самым давая возможность другим специалистам понять изобретение в различных вариантах осуществления и с различными модификациями, какие подходят для конкретного задуманного применения. Данное описание не претендует на то, чтобы быть исчерпывающим или ограничивающим изобретение точными описанными вариантами осуществления.
Далее, на последующих чертежах элементы, которые являются не обязательными и/или не существенными для реализации настоящего изобретения, но вместе с тем присущи обычным решениям в данной области техники, для облегчения изложения не отражены.
На представленных фигурах одинаковые элементы обозначены теми же ссылочными позициями.
Как показано на фиг.2, узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов в одном варианте включает в себя подводящие трубопроводы 3, входящие в коллектор 1, а также соответствующие запорные средства 4 трубопроводов. Коллектор 1 выполнен с воздушным клапаном 10, причем непосредственно к коллектору 1 примыкает наливная магистраль 2, содержащая газоотделитель 5, байпасную линию 8 газоотделителя с запорным средством 9, средство 6 измерения, в частности, расходомер, а также регулируемое запорное средство 7. Соответственно, средство 6 измерения и газоотделитель 5 конструктивно расположены после коллектора 1 на линии подачи продукта на наливное устройство. При этом, для исключения смешения при смене продуктов, вся наливная магистраль 2 после коллектора 1, включая средство 6 измерения и газоотделитель 5, имеет нисходящее конструктивное исполнение, позволяющее выполнить их естественное опорожнение по окончании процесса налива перед сменой продуктов. У газоотделителя 5 дополнительно предусмотрена байпасная линия 8, соединяющаяся с наливной магистралью 2 выше по потоку от средства 6 измерения, с запорным средством 9, что позволяет быстро выполнять полное опорожнение газоотделителя 5 и, в тоже время предотвратить протекание продукта по байпасной магистрали в период основной отгрузки, так как запорное средство байпасной линии, например, байпасный клапан, открывается только после закрытия клапана на коллекторе перед сменой продуктов.
Показанный узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов работает следующим образом. В исходном состоянии все запорные средства 4, 7, 9 закрыты. Наливная магистраль 2 после коллектора 1 освобождена от продукта. В случае необходимости отгрузки продукта, открывается одно из запорных средств 4 для поступления жидкого продукта из подводящего трубопровода 3 в коллектор 1. Продукт полностью заполняет наливную магистраль 2 от регулируемого запорного средства 7 до воздушного клапана. Воздух при этом вытесняется через воздушный клапан 10. Регулируемое запорное средство 7, посредством соответствующего управления, открывается на величину, необходимую для обеспечения заданного уровня подачи. Выбранный продукт проходит через средство 6 измерения и поступает к трубопроводам отгрузки. По достижении заданного уровня налива и наличии информации о смене продукта для последующего налива, запорное средство 4 закрывается, открывается воздушный клапан 10, открывается запорное средство 9 байпасной линии 8 для слива продукта из газоотделителя 5, и продукт под действием силы тяжести освобождает наливную магистраль 2 и коллектор 1, при этом средство 6 измерения измеряет количество продукта при опорожнении. По окончании процесса слива все запорные средства 7, 9 закрываются, и система переходит в режим ожидания последующего налива. В случае, если смена продукта при последующем наливе не планируется, по окончании текущего налива закрывается регулируемое запорное средство 7, и производится опорожнение линии подачи после него, а наливная магистраль 2 между коллектором 1 и регулируемым запорным средством 7 остается заполненной до следующего цикла налива, то есть ее заполнение не требуется перед следующим выполнением налива.
Использование заявленного решения позволит сократить количество средств измерения или линий измерения на эстакадах автомобильного, железнодорожного тактового или галерейного налива, для учета отгрузки более одного вида нефтепродуктов, сократить капиталовложения при сооружении эстакад и их эксплуатации, повысит надежность системы.
На фиг.3 показан узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов, в котором, в отличие от решения по фиг.2, газоотделители 5 расположены в подводящих трубопроводах 3 перед запорными средствами 4 трубопроводов, кроме того, наливная магистраль содержит запорное средство 11 наливной магистрали, позволяющее производить обслуживание наливной магистрали и/или средства 6 измерения, а также регулируемое запорное средство 7, управляемое для обеспечения заданной отгрузки продукта. Данное решение характеризуется более быстрым опорожнением наливной магистрали 2, при том, что соответствующие газоотделители 5 могут оставаться заполненными продуктом.
В показанном на фиг.4 варианте узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов включает в себя подводящие трубопроводы 3, входящие в коллектор 1, а также соответствующие запорные средства 4 трубопроводов. Коллектор 1 выполнен с воздушным клапаном 10, причем непосредственно к коллектору 1 примыкает наливная магистраль 2, содержащая газоотделитель 5, байпасную линию 8 газоотделителя с запорным средством 9, средство 6 измерения, в частности, расходомер, а также регулируемое запорное средство 7. Для обеспечения обслуживания средства 6 измерения предусмотрены запорные средства 11 наливной магистрали выше и ниже по потоку от средства 6 измерения, при этом байпасная линия 8 соединяется с наливной магистралью 2 ниже по потоку от средства 6 изменения и соответствующего запорного средства 11. В показанном варианте средство 6 измерения и газоотделитель 5 также конструктивно расположены после коллектора 1 на линии подачи продукта на наливное устройство. При этом, для исключения смешения при смене продуктов, вся наливная магистраль 2 после коллектора 1, включая средство 6 измерения и газоотделитель 5, имеет нисходящее конструктивное исполнение, позволяющее выполнить их естественное опорожнение по окончании процесса налива перед сменой продуктов. У газоотделителя 5 дополнительно предусмотрена байпасная линия 8 с запорным средством 9, что позволяет быстро выполнять полное опорожнение газоотделителя 5. Показанный на фиг.4 узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов работает следующим образом.
Вначале все элементы узла подачи освобождены от продукта, включая коллектор 1, газоотделитель 5, наливную магистраль 2. В случае необходимости отгрузки продукта, открывается запорное средство 4 трубопровода 3, а также запорные средства 11 наливной магистрали 2. Продукт заполняет всю наливную магистраль 2 до регулируемого запорного средства 7, при этом запорное средство 9 байпасной линии 8 также открыто на время заполнения наливной магистрали 2, а через воздушный клапан 10 вытесняется весь воздух. По окончании заполнения наливной магистрали 2, запорное средство 9 закрывается, а регулируемое запорное средство 7 открывается на величину, необходимую для обеспечения заданного уровня подачи. Выбранный продукт проходит через газоотделитель 5 средства измерения 6 и поступает для отгрузки. По достижении заданного уровня налива и требуемой смене продукта для последующего налива, запорное средство 4 трубопровода 3 закрывается, открывается воздушный клапан 10, а также запорное средство 9, так что продукт, содержащийся в коллекторе 1 и газоотделителе 5, протекает через байпасную линию 8, регулируемое запорное средство 7 и далее к наливной трубе, при этом средство 6 измерения также опорожняется. При этом опорожнение идет по двум путям 2, 8, что обеспечивает высокую полноту опорожнения. По окончании процесса слива все запорные средства 7, 9, 11 закрываются, и система переходит в режим ожидания последующего налива. В случае, если смена продукта при последующем наливе не планируется, по окончании текущего налива закрывается регулируемое запорное средство 7, а также запорное средство 4, и производится опорожнение линии подачи только после регулируемого запорного средства 7, а наливная магистраль 2 остается заполненной до следующего такта налива.
Использование решения позволит сократить время и обеспечить высокую полноту опорожнения магистралей на эстакадах автомобильного, железнодорожного тактового или галерейного налива, для учета отгрузки более одного вида нефтепродуктов, с двумя и более точками налива с сохранением требования о недопустимости смешения продуктов при их смене.
В показанном на фиг.5 варианте узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов включает в себя подводящие трубопроводы 3, входящие в коллектор 1, а также соответствующие запорные средства 4 трубопроводов. Коллектор 1 выполнен с воздушным клапаном 10, причем непосредственно к коллектору 1 примыкает наливная магистраль 2, содержащая газоотделитель 5, байпасную линию 8, соединяющуюся с наливной магистралью 2 выше по потоку от средства 6 измерения, а также регулируемое запорное средство 7. Соответственно, средство 6 измерения и газоотделитель 5 конструктивно расположены после коллектора 1 на линии подачи продукта на наливное устройство. При этом, для исключения смешения при смене продуктов, вся наливная магистраль 2 после коллектора 1, включая средство 6 измерения и газоотделитель 5, имеет нисходящее конструктивное исполнение, позволяющее выполнить их естественное опорожнение по окончании процесса налива перед сменой продуктов.
У газоотделителя 5 дополнительно предусмотрена байпасная линия 8 с запорными средствами 9, что позволяет быстро выполнять полное опорожнение газоотделителя 5, причем для ускорения опорожнения и поддержания у средства измерения 6 в наливной магистрали 2 избыточного давления в байпасную линию 8 дополнительно включен насос 12, а в наливную магистраль 2 включен обратный клапан 13 или иное устройство, ограничивающее перетекание продукта в обратном направлении наливной магистрали 2 при работающем насосе. В целом работа узла аналогична описанной со ссылкой на фиг.2, при этом насос 12 включается одновременно с открытием запорного средства 3, и одновременно с этим, закрывается обратный клапан 13 или иное устройство, ограничивающее перетекание продукта в обратном направлении наливной магистрали 2.
Как показано на фиг.6, приведенный выше вариант может быть модифицирован тем, что газоотделители расположены перед коллектором 1. В этом случае нет необходимости опорожнения газоотделителей при смене продукта. Использование решения по фиг.6 позволит значительно сократить время опорожнения наливной магистрали 2, позволит стабилизировать расход и давление продукта, поступающего в средство 6 измерения.
На фиг.7 показан другой вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов в одном варианте, который включает в себя подводящие трубопроводы 3, входящие в коллектор 1, а также соответствующие запорные средства 4 трубопроводов, причем нижний конец коллектора 1 снабжен запорным средством 16 коллектора, к которому непосредственно примыкает наливная магистраль 2, содержащая регулируемое запорное средство 7.
На верхнем конце коллектора присоединена линия 15 измерения, содержащая газоотделитель 5, у которого предусмотрена байпасная линия 8 с запорным средством 9, соединенная с коллектором 1. В линии 15 измерения также предусмотрено средство 6 измерения, в частности, расходомер, а также запорные средства 14 линии измерения выше и ниже по потоку от средства 6 измерения.
В показанном варианте коллектор, линия 15 измерения и наливная магистраль 2 имеют нисходящее конструктивное исполнение, позволяющее выполнить их естественное опорожнение по окончании процесса налива перед сменой продуктов.
Газоотделитель 5 расположен вблизи верхней части коллектора 1, выше средства 6 измерения.
Показанный на фиг.7 узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов работает следующим образом.
В исходном состоянии все запорные средства 4, 7, 9, 14 и 16 закрыты. Элементы узла подачи, включая коллектор 1, газоотделитель 5, линию 15 измерения, байпасную линию 8 и наливную магистраль 2, освобождены от продукта.
В случае необходимости отгрузки продукта открывается запорное средство 4, запорное средство 9 байпасной линии 8, запорные средства 14 линии измерения и запорное средство 16 коллектора. Продукт заполняет всю магистраль подачи от регулируемого запорного средства 7, вытесняя воздух через воздушный клапан 10. По окончании заполнения запорное средство 9 байпасной линии 8 и воздушный клапан 10 закрывается, а регулируемое запорное средство 7 открывается на величину, необходимую для обеспечения заданного уровня подачи. Выбранный продукт проходит через газоотделитель 5, линию 15 измерения и поступает к трубопроводам отгрузки, при этом посредством средства измерения 6 осуществляется учет и контроль параметров подачи продукта.
По достижении заданного уровня налива и требуемой смене продукта для последующего налива, запорное средство 4 закрывается, открывается воздушный клапан 10 и запорное средство 9 байпасной линии 8, так что продукт под действием силы тяжести освобождает элементы узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, при этом опорожнение идет через наливную магистраль 2 по двум параллельным линиям: одна образована линией 15 измерения, вторая - коллектором 1 с запорным средством 16. По окончании процесса слива все запорные средства 9, 14, 7, 16 закрываются, и система переходит в режим ожидания последующего налива.
В случае, если смена продукта при последующем наливе не планируется, по окончании текущего налива закрывается регулируемое запорное средство 7, и производится опорожнение линии подачи после регулируемого запорного средства 7, а наливная магистраль 2 и при необходимости линия измерения 15, а также коллектор 1 остаются заполненными до следующего такта налива, и их заполнение не требуется перед выполнением налива.
В представленном решении возможно осуществление опорожнения линии измерения 15, коллектора 1 и газоотделителя одновременно или в любой оптимальной последовательности для обеспечения необходимого опорожнения.
Сливаемый из магистралей продукт может быть учтен тарированием объема опорожняемых магистралей и добавлением последнего к отгруженным величинам.
Показанное на фиг.7 решение позволяет сократить вертикальную протяженность узла, время слива продукта из него на эстакадах автомобильного, железнодорожного тактового или галерейного налива, для учета отгрузки более одного вида нефтепродуктов, с двумя и более точками налива с сохранением требования о недопустимости смешения продуктов при их смене.
Описанный выше вариант реализации может быть модифицирован тем, что газоотделители 5 расположены перед коллектором (смотрите фиг.8), за счет этого устраняется необходимость опорожнения газоотделителя, при этом опорожнение линии 15 измерения и коллектора 1 может осуществляться в любой последовательности и особенно быстро.
Альтернативный вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов изображен на фиг.9. В представленном варианте предусмотрено расположение средства 6 измерения в измерительной линии на участке восходящего потока, что дополнительно позволяет устранить задержку в чувствительной зоне расходомера нерастворенных газов и воздуха.
Показанный на фиг.9 узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов включает в себя подводящие трубопроводы 3, входящие в коллектор 1, а также соответствующие запорные средства 4 трубопроводов. Коллектор 1 выполнен с воздушным клапаном 10, причем коллектор соединен с линией 15 измерения и байпасной линией 8, которые соответственно переходят в наливную магистраль 2.
Линия измерения содержит газоотделитель 5, а также расположенные после него по потоку запорные средства линии измерения 14 и средство 6 измерения. В показанном на фиг.9 варианте линия измерения выполнена в виде восходящей линии, обеспечивающей движение потока отгружаемого продукта вверх, и снабжена дополнительным воздушным клапаном 10. К месту соединения линии 15 измерения и коллектора 1 примыкает также байпасная линия 8, содержащая запорное средство 9, и соединяющаяся с наливной магистралью 2.
При этом, для исключения смешения при смене продуктов, линия 15 измерения и коллектор 1 имеют нисходящее конструктивное исполнение, позволяющее выполнить их естественное опорожнение по окончании процесса налива перед сменой продуктов.
Показанный на фиг.9 узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов работает следующим образом.
В исходном состоянии все запорные средства 4, 7, 9, 14 закрыты, а все элементы узла освобождены от отгружаемого продукта.
В случае необходимости отгрузки продукта производится заполнение их продуктом, для чего открывается запорное средство 9 байпасной линии 8, запорные средства 14 линии 15 измерения, а также запорное средство 4. Отгружаемый продукт заполняет узел выбора и учета отгрузки жидких продуктов до регулируемого запорного средства 7, при этом воздух вытесняется через воздушные клапаны 10.
По окончании заполнения запорное средство 9 байпасной линии 8 закрывается, а регулируемое запорное средство 7 открывается на величину, необходимую для обеспечения заданного уровня подачи. Выбранный продукт проходит через газоотделитель 5, линию 15 измерения, регулируемое запорное средство 7 и поступает к трубопроводам отгрузки.
По достижении заданного уровня налива и требуемой смене продукта для последующего налива, запорное средство 4 закрывается, открываются воздушные клапаны 10, а также запорное средство 9 байпасной линии 8, и отгружаемый продукт под действием силы тяжести освобождает все элементы узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов.
Особенно быстрое и полное опорожнение узла достигается за счет того, что оно осуществляется через две линии, образованные соответственно линией 15 измерения и байпасной линией 8.
По окончании процесса опорожнения все запорные средства 7, 9, 14 закрываются, и система переходит в режим ожидания последующего налива. В случае, если смена продукта при последующем наливе не планируется, по окончании текущего налива закрывается регулируемое запорное средство 7, а также при необходимости запорное средство 4, и производится линия подачи только после регулируемого запорного средства 7, соответственно, отпадает необходимость заполнения элементов узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов перед выполнением последующего налива.
Использование решения позволит повысить точность измерений за счет исключения задержки нерастворенных воздуха и газов в чувствительной зоне средства 6 измерения узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов для коммерческого учета отгружаемого продукта на эстакадах автомобильного, железнодорожного тактового или галерейного налива, для учета отгрузки более одного вида нефтепродуктов, с двумя и более точками налива с сохранением требования о недопустимости смешения продуктов при их смене.
Описанный выше вариант реализации может быть модифицирован тем, что газоотделители 5 расположены перед коллектором (смотрите фиг.10), за счет этого устраняется необходимость опорожнения газоотделителя, при этом опорожнение линии 15 измерения и коллектора 1 может осуществляться в любой последовательности и особенно быстро.
На фиг.11 показан альтернативный вариант узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, в котором наливная магистраль 2 содержит резервную линию 17 измерения, присоединенную к наливной магистрали выше и ниже по потоку от средства 6 измерения, при этом байпасная резервная линия 17 измерения активируется путем открывания запорных средств 18 байпасной резервной линии 17 измерения при закрывании запорных средств 11 наливной магистрали 2. Также возможен вариант, что запорные средства 11 и 18 открыты одновременно. В этом случае измерение параметров отгружаемого жидкого продукта производится как средством 6 измерения наливной магистрали 2, так и средством 6 измерения байпасной резервной линии 17 измерения. В остальном функционирование узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов по фиг.11 и его элементов соответствует приведенному выше описанию.
На фиг.12 укрупненно показан один из вариантов того, как в системе выбора и учета отгрузки жидких продуктов с обеспечением резервирования может быть размещена резервная измерительная линия, и показаны ее связи с участками объединенных в систему узлов выбора и учета отгрузки жидких продуктов. Резервная линия 17 измерения содержит резервное средство 6 измерения для измерения расхода продукта и соединена трубопроводными соединительными линиями 19, имеющими запорные средства 18, с наливными магистралями и/или линиями измерения каждого из узлов, объединенных в систему, выше по потоку и ниже по потоку от средств измерения, размещенных в наливной магистрали и/или линии измерения каждого из узлов. Как показано, резервная измерительная линия снабжена также воздушным клапаном 10. Подобный соединительный узел резервной измерительной линии может быть скомбинирован с по меньшей мере двумя из любых описанных выше узлов выбора и учета отгрузки жидких продуктов. Предпочтительно, если ветви системы образованы узлами, имеющими одинаковую или сходную конструкцию.
На фиг.13 представлен пример системы, содержащей два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, а также резервную линию измерения. Показан вариант, в котором указанная система содержит два узла по фиг.2, но в принципе возможна целесообразная комбинация любых из упомянутых выше узлов. В целом функционирование элементов узлов выбора и учета отгрузки жидких продуктов соответствует приведенному выше описанию, при этом путем закрывания или открывания соответствующих запорных средств 18 байпасной резервной линии 17 измерения, байпасная резервная линия 17 измерения подключается к правому или левому узлу выбора и учета отгрузки жидких продуктов, показанным на фиг.13. За счет указанного выполнения обеспечивается простая конструкция системы выбора и учета отгрузки жидких продуктов, содержащей по меньшей мере два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, в которой достигается необходимое резервирование средств измерения и бесперебойная подача отгружаемых жидких продуктов, в особенности светлых нефтепродуктов.
На фиг.14 представлен второй вариант системы, содержащей два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, подробно описанных со ссылкой на фиг.5, а также резервную линию измерения, соединенную с каждым из узлов.
Третий вариант системы показан на фиг.15, при этом конструкция входящих в состав системы узлов выбора и учета отгрузки жидких продуктов, подробно описана со ссылкой на фиг.4, а входной и выходной концы резервной линии подключены, соответственно, выше по потоку и ниже по потоку от средств измерения каждого из указанных узлов. Особенностью данного варианта выполнения системы является то, что освобождение магистралей системы идет по двум путям, что значительно сокращает время и полноту опорожнения, так как продукт, содержащийся в коллекторе и газоотделителе протекает через магистраль слива газоотделителя, запорное средство наливной магистрали и далее к наливной трубе, измерительные линии узлов освобождаются через наливную магистраль соответствующего узла, а резервная измерительная линия освобождается также через наливную магистраль одного из узлов.
Четвертый вариант системы, представленный на фиг.16, содержит два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов согласно фиг.7, конструкция которых позволяет уменьшить общую вертикальную протяженность устройства, а также резервную линию измерения, соединенную с измерительными линиями каждого из указанных узлов.
В пятом варианте системы, показанном на фиг.17, объединены два узла выбора и учета отгрузки жидких продуктов, показанных на фиг.9, и резервная линия измерения соединена трубопроводами с линиями измерения каждого из узлов выше по потоку и ниже по потоку от средств измерения, размещенных в линии измерения каждого из узлов.
Особенностью шестого варианта системы, показанной на фиг.18, является то, что в отличие от предыдущих вариантов газоотделители установлены в подводящих трубопроводах коллекторов.
Таким образом, в заявленной системе возможно использование резервной линии измерения в комбинации с любыми двумя или более из описанных выше узлов выбора и учета отгрузки жидких продуктов, и хотя это не показано на чертежах, возможно также включение в систему узлов, имеющих различное конструктивное выполнение.
Работа системы далее будет пояснена на примере первого варианта системы, показанного на фиг.13. В исходном состоянии все запорные средства, например, клапаны, закрыты. Наливная магистраль 2 после коллектора 1 освобождена от продукта. В случае необходимости отгрузки продукта открывается один из клапанов 4 на подающих трубопроводах 3 коллектора 1, открываются запорные средства 7 наливной магистрали, клапан 9 слива продукта из газоотделителя. Продукт заполняет всю магистраль подачи от регулирующего запорного средства 7, например, клапана 7 наливной магистрали, до воздушного клапана 10, через который вытесняется весь воздух. По окончании заполнения магистралей клапаны слива закрываются, регулирующий клапан 7 наливной магистрали открывается на величину, необходимую для обеспечения заданного уровня подачи. Выбранный продукт проходит через средство измерения 6 в виде расходомера 6 и поступает к трубопроводам отгрузки. В случае отказа расходомера 6 первого узла запорные средства 11, установленные выше по потоку и ниже по потоку от расходомера, например, отсечные клапаны, закрываются, открываются запорные средства 18, установленные в трубопроводных соединительных линиях резервной линии 17 измерения, и пространство между запорными средствами 18 резервной измерительной линии 17, включая расходомер 6, установленный в резервной измерительной линии, заполняется продуктом, вытесняющим воздух через воздушный клапан 10, установленный в резервной измерительной линии. По заполнении указанного объема открывается запорное средство в трубопроводной линии 19, соединяющей резервную измерительную линию с наливной магистралью первого узла, как показано на фиг.13, например, отсечной клапан, и подача продукта к наливной трубе продолжается через наливную магистраль 2 первого узла с осуществлением учетных операций с помощью резервной измерительной линии 17. По достижении заданного уровня налива и требуемой смене продукта для последующего налива, отсечной клапан 4 трубопровода 3 коллектора закрывается, открываются воздушные клапаны 10, открываются клапаны слива, и продукт под действием силы тяжести освобождает коллектор, наливную магистраль и резервную измерительную линию, при этом расходомер измеряет количество продукта при опорожнении. По окончании процесса слива все клапаны закрываются, и система переходит в режим ожидания последующего налива. В случае, если смена продукта при последующем наливе не планируется, магистраль между коллектором и регулирующим клапаном наливной магистрали остается заполненной до следующего такта налива, и ее заполнение не требуется перед выполнением налива.
В случае, если требуется подача однотипных продуктов, допустима их одновременная загрузка через наливные магистрали обоих узлов. Если загружаются разные виды продуктов, то загрузка возможна попеременно с опорожнением и заполнением систем перед каждой сменой, как уже было отмечено. Единственное отличие состоит в том, что для отгрузки из наливной магистрали первого узла открываются клапаны соединительной линии, связывающей резервную измерительную линию с первым узлом, для отгрузки из второй наливной магистрали открываются клапаны соединительной линии, связывающей резервную измерительную линию со вторым узлом. При этом выбор продукта выполняется открытием соответствующего запорного средства на трубопроводе коллектора работающего узла.
Любые из описанных выше систем выбора и учета отгрузки жидких продуктов с обеспечением резервирования и их отдельные узлы могут быть размещены в модульных помещениях, в частности, обогреваемых, что дополнительно повышает надежность работы оборудования.
Подразумевается, что приведенное выше описание является иллюстративным, а формула изобретения охватывает все модификации или альтернативы, которые мог бы предвидеть специалист среднего уровня в данной области техники.
Перечень ссылочных обозначений
1 - коллектор
2 - наливная магистраль
3 - подводящий трубопровод
4 - запорное средство подводящего трубопровода 3
5 - газоотделитель
6 - средство измерения
7 - регулируемое запорное средство
8 - байпасная линия
9 - запорное средство байпасной линии
10 - воздушный клапан
11 - запорное средство наливной магистрали
12 - насос
13 - обратный клапан
14 - запорное средство линии измерения
15 - линия измерения
16 - запорное средство коллектора
17 - байпасная резервная линия измерения
18 - запорное средство байпасной резервной линии измерения
19 - трубопроводная соединительная линия