Измерители уровня (уровнемеры) как основной элемент систем количественного учета жидкостей в резервуарах

Непрерывный мониторинг состояния взрывоопасных жидкостей в резервуарах, в том числе в емкостях под избыточным давлением, не только необходим в плане безопасности эксплуатации таких аппаратов, но и является первым шагом при построении систем количественного учета содержимого этих резервуаров.

Задачу контроля текущего положения жидкости решают разработанные АО «Альбатрос» интеллектуальные многофункциональные уровнемеры, способные трудиться в среде как однородных, так и многофазных несмешиваемых жидкостей. Во втором случае принцип определения уровней раздела, основанный на настраиваемой плотности, позволяет гарантированно и с высокой точностью измерять до трех уровней разделов несмешиваемых в одной емкости жидкостей.

По виду взрывозащиты измерители уровня, выпускаемые АО «Альбатрос», подразделяются на приборы с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» (Ex ia) и «взрывонепроницаемая оболочка» (Ex db).

По принципу действия измерители уровня производства АО «Альбатрос» делятся на два класса: магнитострикционные поплавковые и радиоволновые.

Магнитострикционные уровнемеры

Работа магнитострикционных уровнемеров основана на измерении времени распространения импульса упругой деформации, возникающего при взаимодействии магнитного поля и импульса электрического тока. Источником магнитного поля является магнит, помещенный в поплавок. А сам поплавок является указателем текущего положения уровня. Если конструкция поплавка позволяет менять его плотность (подгружать), то, разместив на одном чувствительном элементе несколько поплавков разной плотности, можно обеспечить их нахождение на уровнях разделов несмешиваемых жидкостей.

АО «Альбатрос» выпускает четыре семейства таких уровнемеров – измеритель уровня многофункциональный ДУУ4МА, уровнемер многоканальный ДУУ10 (рис. 1), уровнемер поплавковый ДУУ11 (из состава системы измерительной «Альбатрос ТанкРезерв») и измеритель уровня, температуры и количества жидкости «Альбатрос М11» (из состава системы измерительной управляющей «Альбатрос ТанкМенеджер‑3»), различающихся между собой вторичными признаками, такими как интерфейсы, количество каналов измерения и способы интегрирования в АСУ ТП. В табл. 1 приведены технические характеристики, общие для этих четырех семейств, – диапазоны измерений, функциональность, условия применения и метрологические характеристики.

Рис. 1. Исполнения магнитострикционных уровнемеров АО «Альбатрос»: а – ДУУ4МА; б – ДУУ10

Таблица 1. Основные технические характеристики магнитострикционных уровнемеров производства АО «Альбатрос» (увеличить изображение)

Каждое семейство уровнемеров включает несколько моделей, различающихся количеством измерительных каналов и видом чувствительного элемента (ЧЭ) при длине уровнемера до 4 м (это жесткий ЧЭ) и больше 4 м (гибкий ЧЭ).

Магнитострикционные уровнемеры являются контактными приборами, поэтому их стойкость к различным средам определяется материалами ЧЭ и поплавков. В средах с высоким содержанием сероводорода применяются титановые поплавки, а для соляной кислоты, ее растворов и других агрессивных жидкостей – поплавки из хастелоя, сферопластика или полиэтилена. Широкая линейка поплавков позволяет решать задачи работы в аппаратах под давлением до 4 МПа, с помощью поплавков с вынесенной магнитной системой измерять малые уровни и уровни раздела сред от 3 мм.

В отличие от уровнемеров с другими принципами действия, магнитострикционные уровнемеры АО «Альбатрос» благодаря своей многофункциональности позволяют через одно фланцевое соединение выполнять не только традиционные функции контроля положения уровней или уровней раздела сред с компенсацией температурных дрейфов (ДУУ4МА, ДУУ10), но и строить на одном приборе систему объемно-массового учета (ДУУ11, «Альбатрос М11») с обязательной функцией коррекции градуировочной таблицы контролируемой меры вместимости.

Нельзя обойти вниманием способ использования дополнительного поплавка, стоящего на дне емкости, в качестве источника опорного (реперного) сигнала. Уровнемеры всех типов, установленные на крыше резервуара, фактически определяют дальность от места установки до поверхности продукта, а его уровень определяется как разность между высотой установки прибора и измеренной дальностью. Существует ряд факторов (степень наполнения резервуара, температура продукта), при которых наблюдается вертикальное смещение крыши (уровня установки уровнемера). Это смещение – прямая погрешность определения уровня. Установка репера на дне емкости позволяет определять уровень продукта именно относительно дна этого резервуара, компенсируя гуляние его крыши.

Радиоволновые уровнемеры

Их работа основана на измерении дальности до продукта радиолокационным методом. Частотно-модулированный сигнал сверхвысокой частоты излучается в направлении к поверхности продукта (цели) и, отразившись от цели, принимается антенной.

Измерители уровня радиоволновые РДУ3 производства АО «Альбатрос» делятся на две группы – бесконтактного и контактного типов (рис. 2). Модели бесконтактных РДУ3 оснащены рупорными и параболической излучающе-принимающими антеннами. Главным применением таких уровнемеров является работа с продуктами высокой степени вязкости и очень агрессивными средами, когда стоимость стойких к ним материалов запредельно велика. В случаях узких установочных фланцев и высокого избыточного давления можно применять контактные РДУ3, у которых антенна заменена волноводом, с возможностью установки прозрачной для радиоволны проставки на давление до 12 МПа. Особо следует выделить РДУ3 с конусными антеннами, когда волноводом для него является конструкция самого резервуара – трубы диаметром 100, 150 и 200 мм.

Рис. 2. Исполнения радиоволновых уровнемеров РДУЗ производства АО «Альбатрос»

Таблица 2. Технические характеристики уровнемера РДУ3М производства АО «Альбатрос»

Таким образом, взрывобезопасные уровнемеры производства АО «Альбатрос» решают весь спектр задач контроля жидкостей в процессах добычи, подготовки, хранения и транспорта нефти и нефтепродуктов. Они обладают уникальными способностями:

гарантированная устойчивость измерения уровней разделов сред даже в условиях нарушения технологического процесса (вскипания жидкости при резких перепадах давления);
компенсация движения крыши РВС;
реализация системы измерения массы нефти и нефтепродуктов по ГОСТ 8.587-2019 с использованием только одного посадочного места;
замена в действующих системах количественного учета радарных уровнемеров импортного производства без внесения изменений в конструкцию РВС и способа присоединения к процессу.

Большинство представленных моделей имеют многолетнюю историю эксплуатации с безотказной работой на объектах нефтегазовой промышленности, разработаны на основании и в соответствии с нормативными документами и стандартами РФ и стран СНГ. Вы можете быть уверены в их метрологических и взрывобезопасных характеристиках.

Все измерители уровня / уровнемеры АО «Альбатрос» сертифицированы согласно требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 012/2011. Приборы и системы утверждены как средства измерений и содержатся в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений.

Использование уровнемеров производства АО «Альбатрос» позволяет:

полностью контролировать параметры продукта в резервуаре (уровень, уровень раздела сред, давление, температуру, объем, плотность, массу) и его состояние;
исключить возможность возникновения аварий и нештатных ситуаций;
уверенно эксплуатировать оборудование, воспользовавшись 3‑летней гарантией, квалифицированной технической поддержкой и послегарантийным обслуживанием в течение всех 14 лет эксплуатации.

Специалисты АО «Альбатрос» всегда готовы помочь проектировщикам и заказчикам в выборе конкретной модели уровнемера для конкретных условий эксплуатации: провести семинары и вебинары, выслать методические материалы и типовые решения, дать консультацию по телефону.

Опубликовано в журнале «ИСУП» № 1(115)_2025

Ю. Б. Дубасов, к. т. н., заместитель
коммерческого директора,
В. В. Бахмутов, технический директор,
АО «Альбатрос», г. Москва,
тел.: +7 (499) 682-9991,
e-mail: market@albatros.ru,
сайт: albatros.ru