RU2605530C1 - Method for metering liquefied hydrocarbon gases during storage in tanks - Google Patents

Method for metering liquefied hydrocarbon gases during storage in tanks Download PDF

Info

Publication number
RU2605530C1
RU2605530C1 RU2015148678/28A RU2015148678A RU2605530C1 RU 2605530 C1 RU2605530 C1 RU 2605530C1 RU 2015148678/28 A RU2015148678/28 A RU 2015148678/28A RU 2015148678 A RU2015148678 A RU 2015148678A RU 2605530 C1 RU2605530 C1 RU 2605530C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tank
lpg
temperature
lhg
liquid phase
Prior art date
Application number
RU2015148678/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ришат Рифкатович Загидуллин
Рим Гиниятуллович Рафиков
Вячеслав Михайлович Чичков
Николай Иванович Харенко
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority to RU2015148678/28A priority Critical patent/RU2605530C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2605530C1 publication Critical patent/RU2605530C1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to metering liquefied hydrocarbon gases (hereinafter LHG) and, in particular, to measurements of weight of LHG during storage on automobile gas-filling stations (hereinafter AGFS) and multifuel filling stations (hereinafter MFS). Method of metering liquefied hydrocarbon gases (LHG) stored in a tank comprises steps of: determining component composition of LHG by means of chromatographic analysis and determining molecular weight µ of certain components using a processing unit. Then measuring density value ρl of liquid phase of components included in composition of LHG by means of measuring density; determining level H of interface of LHG in tank by means of measurement of level of interface. Further, temperature tl of liquid phase of LHG is determined and temperature tu of LHG vapour phase in tank by means of temperature sensors. Then measuring density ρp of vapour phase of components included in composition of LHG, by means of measuring density or determining density ρu of vapour phase of components, included in composition of LHG, from component composition and temperature of liquid phase of LHG in tank by means of a processing unit. Further, determining from level H of interface of LPG in tank corresponding to said level value of volume Vl20 of liquid phase of LHG in tank on measured level H using known calibration table of tank, composed at temperature 20 °C, by means of processing unit to calculate volume Vl(tl) of liquid phase of LHG in tank at temperature tl using formula Vl(tl)=Vl20·[1+2·αst·(tl-20)] by means of processing unit, determining volume of LHG vapour phase in tank at determined temperature tu of vapour phase of LHG as difference between full capacity of tank at said temperature and volume of liquid phase LHG in tank at said temperature by formula Vu(tu)=VD20res·[1+2·αst·(tu-20)]-Vl(tl), where VD20res is previously known actual capacity of tank at temperature 20 °C. Then calculating mass Ml of liquid phase LHG as product of volume Vl(tl) of liquid phase in tank on measured density value ρl of liquid phase of LHG, c mass Mn of LHG vapour phase as product of volume Vu(tu) occupied by vapour phase of LHG in tank, on measured or determined density ρu of LHG vapour phase, total mass M0 of LHG in tank through summation of mass Ml of liquid phase and mass Mn of LHG vapour phase in tank.
EFFECT: high accuracy of metering LHG during storage in tanks.
4 cl, 7 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области учета сжиженных углеводородных газов (далее - СУГ) и, в частности, к измерениям массы СУГ при хранении на автомобильных газозаправочных станциях (далее - АГЗС) и многотопливных автозаправочных станциях (далее - МАЗС).The invention relates to the field of accounting for liquefied petroleum gases (hereinafter - LPG) and, in particular, to measurements of the mass of LPG during storage at automobile gas filling stations (hereinafter - gas filling stations) and multi-fuel filling stations (hereinafter - MAZS).

Уровень техникиState of the art

Учет углеводородов всегда являлся важным аспектом при их хранении и реализации, поэтому было разработано множество способов и средств для его осуществления.Hydrocarbon accounting has always been an important aspect in their storage and sale; therefore, many methods and means have been developed for its implementation.

Из уровня техники известно выбранное в качестве прототипа решение (RU 115090 «Устройство коммерческого учета углеводородного топлива», опубл. 20.04.2012), которое описывает способ, осуществляемый устройством коммерческого учета углеводородного топлива, это решение относится к средствам одновременного контроля физических и экономических параметров углеводородного топлива и позволяет повысить качество и полноту контроля углеводородного топлива, транспортируемого по трубопроводам или хранящегося в стационарных резервуарах. Устройство коммерческого учета углеводородного топлива выполнено на основе, по меньшей мере, одного программируемого логического контроллера и содержит модули ввода-вывода, связанные с выходом, по меньшей мере, одного датчика, контактирующего с углеводородным топливом; коммуникационный процессорный модуль, подключенный через промышленную сеть передачи данных к средствам интерфейса; запоминающий модуль, центральный процессорный модуль на основе высокоскоростного логического процессора и включающий в себя блоки средств контроля измерительных каналов и формирования учетной информации, относящейся к углеводородному топливу. Причем устройство коммерческого учета углеводородного топлива выполнено на основе, по меньшей мере, одного программируемого логического контроллера с монтажом модулей на профильной шине, содержит модули ввода-вывода, связанные с выходом, по меньшей мере, одного датчика, контактирующего с углеводородным топливом и выбранного из перечня, включающего: объемный расходомер, массовый расходомер, датчик температуры, датчик давления, датчик влажности, датчик плотности, датчик вязкости, уровнемер и/или датчик гидростатического давления.The prior art it is known selected as a prototype solution (RU 115090 "Device for commercial accounting of hydrocarbon fuels, publ. 04/20/2012), which describes the method carried out by the device for commercial accounting of hydrocarbon fuels, this solution relates to means for simultaneous control of the physical and economic parameters of hydrocarbon fuel and allows you to improve the quality and completeness of control of hydrocarbon fuel transported through pipelines or stored in stationary tanks. A device for commercial accounting of hydrocarbon fuel is made on the basis of at least one programmable logic controller and contains input-output modules associated with the output of at least one sensor in contact with hydrocarbon fuel; a communication processor module connected via an industrial data network to the interface; a storage module, a central processor module based on a high-speed logical processor and including blocks of means for monitoring the measurement channels and generating accounting information related to hydrocarbon fuel. Moreover, the device for commercial accounting of hydrocarbon fuel is made on the basis of at least one programmable logic controller with mounting modules on a profile bus, it contains input-output modules connected with the output of at least one sensor in contact with hydrocarbon fuel and selected from the list including: volumetric flowmeter, mass flowmeter, temperature sensor, pressure sensor, humidity sensor, density sensor, viscosity sensor, level meter and / or hydrostatic pressure sensor.

Однако в данном решении не раскрывается учет неодинаковых температур жидкой и газовой составляющих СУГ в резервуарах, что приводит к снижению точности учета СУГ при хранении в резервуарах.However, this solution does not disclose the accounting for unequal temperatures of the liquid and gas components of LPG in tanks, which leads to a decrease in the accuracy of accounting for LPG during storage in tanks.

Также из уровня техники известно решение, раскрытое в патенте RU 2262667 «Способ определения физических параметров сжиженного газа в емкости» (опубл. 20.10.2005), предложенное изобретение может быть использовано в различных технологических системах, связанных с наливом и сливом жидкостей, в частности сжиженных углеводородных газов в системах газоснабжения. Цель изобретения - расширение диапазона измерения в сторону нижней границы. Устройство содержит три конденсатора 1-3, жестко закрепленных в горловине 5 резервуара 6, и измерительный блок 7. Конденсаторы 1 и 2 служат для калибровки прибора, причем конденсатор 1 находится в паровом пространстве резервуара 6, а конденсатор 2 размещен в жидкой среде. При этом конденсаторы 1, 2 выполнены плоскими, установлены горизонтально и жестко закреплены на верхнем и нижнем торцах конденсатора 3. Вертикально расположенный коаксиальный конденсатор 3 расположен между калибровочными 1 и 2 и изменяет свою емкость в зависимости от уровня заполнения резервуара 6. Устройство для измерения уровня жидкости может работать в режиме непрерывного измерения во всем диапазоне наполнения резервуара 6 от минимальной до максимальной величины.Also known from the prior art the solution disclosed in patent RU 2262667 "Method for determining the physical parameters of liquefied gas in a tank" (publ. 20.10.2005), the proposed invention can be used in various technological systems associated with filling and draining of liquids, in particular liquefied hydrocarbon gases in gas supply systems. The purpose of the invention is the expansion of the measuring range towards the lower boundary. The device contains three capacitors 1-3, rigidly fixed in the neck 5 of the tank 6, and a measuring unit 7. The capacitors 1 and 2 are used to calibrate the device, and the capacitor 1 is located in the vapor space of the tank 6, and the capacitor 2 is placed in a liquid medium. In this case, the capacitors 1, 2 are made flat, mounted horizontally and rigidly fixed on the upper and lower ends of the capacitor 3. A vertically located coaxial capacitor 3 is located between the calibration 1 and 2 and changes its capacitance depending on the filling level of the reservoir 6. Device for measuring the liquid level can operate in continuous measurement over the entire filling range of the tank 6 from minimum to maximum values.

Однако в данном решении не раскрывается учет неодинаковых температур жидкой и газовой составляющих СУГ в резервуарах, что приводит к снижению точности учета СУГ при хранении в резервуарахHowever, this decision does not disclose the accounting for unequal temperatures of the liquid and gas components of LPG in tanks, which leads to a decrease in the accuracy of accounting for LPG when stored in tanks

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

В одном аспекте изобретения раскрыт способ учета сжиженных углеводородных газов (СУГ), хранимых в резервуаре, содержащий этапы, на которых:In one aspect of the invention, there is disclosed a method for accounting for liquefied petroleum gases (LPG) stored in a tank, comprising the steps of:

- определяют компонентный состав СУГ с помощью средства хроматографического анализа;- determine the component composition of LPG using means of chromatographic analysis;

- определяют молекулярные массы µ, определенных компонентов с помощью блока обработки;- determine the molecular masses µ of certain components using the processing unit;

- измеряют значение плотности ρж жидкой фазы компонентов, входящих в состав СУГ с помощью средства измерения плотности;- measuring the density ρ g of liquid phase components included in the LPG via density measurement means;

- определяют уровень H раздела фаз СУГ в резервуаре с помощью средства измерения уровня раздела фаз;- determine the level H of the phase separation of LPG in the tank using a means of measuring the level of phase separation;

- определяют температуру tж жидкой фазы СУГ и температуру tп паровой фазы СУГ в резервуаре с помощью датчиков температуры;- determine the temperature t W of the liquid phase of the LPG and the temperature t p of the vapor phase of the LPG in the tank using temperature sensors;

- измеряют значение плотности ρп, паровой фазы компонентов, входящих в состав СУГ, с помощью средства измерения плотности или определяют плотность ρп паровой фазы компонентов, входящих в состав СУГ, по компонентному составу и значению температуры жидкой фазы СУГ в резервуаре с помощью блока обработки;- measure the density ρ p of the vapor phase of the components included in the LPG using a density measuring tool or determine the density ρ p of the vapor phase of the components included in the LPG by the composition and temperature of the liquid phase of the LPG in the tank using the processing unit ;

- определяют по значению уровня Н раздела фаз СУГ в резервуаре соответствующее этому уровню значение объема Vж20 жидкой фазы СУГ в резервуаре на измеряемом уровне H с использованием заранее известной градуировочной таблицы резервуара, составленной при температуре 20°C, при помощи блока обработки;- determine by the value of the H level of the LPG phase section in the tank the corresponding value of the volume Vh20 of the LPG liquid phase in the tank corresponding to this level at the measured level H using a previously known calibration table of the tank, compiled at a temperature of 20 ° C, using the processing unit;

- вычисляют объем Vж(tж) жидкой фазы СУГ в резервуаре при температуре tж по формуле Vж(tж)=Vж20·[1+2·αст·(tж-20)] при помощи блока обработки,- calculate the volume V W (t W ) of the liquid phase of the LPG in the tank at a temperature t W according to the formula V W (t W ) = V W 20 · [1 + 2 · α St · (t W -20)] using the processing unit,

где αст - температурный коэффициент линейного расширения материала стенки резервуара, принимаемый равным для стали αст=12,5·10-6 1/°C;where α article - the temperature coefficient of linear expansion of the material of the tank wall, taken equal to steel α article = 12.5 · 10 -6 1 / ° C;

- определяют объем паровой фазы СУГ в резервуаре при определенной температуре tп паровой фазы СУГ как разность полной вместимости резервуара при упомянутой температуре и объема жидкой фазы СУГ в резервуаре при упомянутой температуре по формуле- determine the volume of the vapor phase of the LPG in the tank at a certain temperature t p the vapor phase of the LPG as the difference in the total capacity of the tank at the mentioned temperature and the volume of the liquid phase of the LPG in the tank at the temperature by the formula

Vп=(tп)=VД20рез·[1+2·αст·(tп-20)]-Vж(tж),V p = (t p ) = V D20 res · [1 + 2 · α st · (t p -20)] - V W (t W ),

где VД20рез - заранее известная действительная вместимость резервуара при температуре 20°C;where V D20 rez is the previously known actual tank capacity at a temperature of 20 ° C;

причем температуры жидкой tж и паровой tп фаз СУГ в резервуаре измеряют с помощью датчиков температуры, установленных на трех уровнях резервуара: верхнем, среднем и нижнем;moreover, the temperature of the liquid t W and the steam t p phases of the LPG in the tank is measured using temperature sensors installed at three levels of the tank: upper, middle and lower;

вычисляют массу Мж жидкой фазы СУГ как произведение объема Vж(tж) жидкой фазы в резервуаре на измеренное значение плотности ρж жидкой фазы СУГ,calculate the mass M W of the LPG liquid phase as the product of the volume V W (t W ) of the liquid phase in the tank and the measured density ρ W of the LPG liquid phase,

вычисляют массу Mп паровой фазы СУГ как произведение объема Vп(tп), занимаемого паровой фазой СУГ в резервуаре, на измеренное или определенное значение плотности ρп паровой фазы СУГ,calculate the mass M p of the vapor phase of the LPG as the product of the volume V p (t p ) occupied by the vapor phase of the LPG in the tank by the measured or determined density ρ p of the vapor phase of the LPG,

определяют общую массу M0 СУГ в резервуаре посредством суммирования массы Мж жидкой фазы и массы Mп паровой фазы СУГ в резервуаре.determine the total mass of M 0 LPG in the tank by summing the mass M W of the liquid phase and the mass M p of the vapor phase of LPG in the tank.

В дополнительных аспектах раскрыто, что при вычислении объема жидкой фазы дополнительно учитывают поправку на температурное расширение материала средства измерений уровня раздела фаз СУГ в резервуаре; вычисляют объем Vж(tж) жидкой фазы СУГ в резервуаре при температуре tж по формуле Vж(tж)=Vж20·[1+(2·αстси)·(tж-20)], причем αси - поправка на температурное расширение материала средства измерений уровня раздела фаз СУГ в резервуаре, принимаемая равной для стали αси=12,5·10-6 1/°C.In additional aspects, it is disclosed that when calculating the volume of the liquid phase, the correction for the thermal expansion of the material of the means for measuring the level of the phase separation of LPG in the tank is additionally taken into account; calculate the volume V W (t W ) of the liquid phase of the LPG in the tank at a temperature t W using the formula V W (t W ) = V W 20 · [1+ (2 · α st + α si ) · (t W -20)], moreover, α si is the correction for the temperature expansion of the material of the measuring instrument for the level of the phase separation of LPG in the tank, taken equal to steel α si = 12.5 · 10 -6 1 / ° C.

В дополнительных аспектах раскрыто, что In further aspects, it is disclosed that

а) если уровень жидкой фазы СУГ равен верхнему уровню, tж и tп вычисляют следующим образом:a) if the level of the liquid phase of the LPG is equal to the upper level, t W and t p calculated as follows:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

tп=tв,t p = t in

где tcy - температура, измеренная на уровне, соответствующем середине высоты резервуара;where t cy is the temperature measured at a level corresponding to the middle of the height of the tank;

tв - температура, измеренная на верхнем уровне,t in - temperature measured at the upper level,

tн - температура, измеренная на нижнем уровне,t n - temperature measured at the lower level,

б) если уровень жидкой фазы СУГ в резервуаре меньше верхнего уровня, но больше или равен половине внутреннего диаметра горизонтального резервуара, tж и tп вычисляют следующим образомb) if the level of the liquid phase of the LPG in the tank is less than the upper level, but greater than or equal to half the inner diameter of the horizontal tank, t W and t p calculated as follows

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

tп.cp=tв,t p.cp = t in ,

в) если уровень СУГ в резервуаре меньше половины внутреннего диаметра горизонтального резервуара, но больше или равен нижнему уровню, tж и tп вычисляют следующим образомc) if the level of LPG in the tank is less than half the internal diameter of the horizontal tank, but greater than or equal to the lower level, t W and t p calculated as follows

tж=tн,t W = t n

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

г) если уровень жидкой фазы СУГ в резервуаре меньше нижнего уровня, tж и tп вычисляют следующим образомg) if the level of the liquid phase of the LPG in the tank is less than the lower level, t W and t p calculated as follows

Figure 00000004
.
Figure 00000004
.

В дополнительных аспектах раскрыто, что определяют объем паровой фазы СУГ в резервуаре по формуле Vп(tп)=VД20рез·[1+(2·αстси)·(tп-20)]-Vж(tж), причем αси - поправка на температурное расширение материала средства измерений уровня раздела фаз СУГ в резервуаре, принимаемая равной для стали αси=12,5·10-6 1/°C; вычисляют плотность ρп паровой фазы СУГ по формуле

Figure 00000005
, где P - давление, измеренное датчиком; R - газовая постоянная, Z - фактор сжимаемости, причем фактор сжимаемости Z является известной функцией приведенного давления Рпр и приведенной температуры
Figure 00000006
, где Рпр - приведенное давление, которое вычисляется как отношение давления Р к известному для конкретных компонентов СУГ критическому давлению Pкр; Tпр - приведенная температура, которая вычисляется как отношение абсолютной температуры T СУГ к известной для конкретных компонентов СУГ критической температуре Tкр.In additional aspects, it is disclosed that the volume of the LPG vapor phase in the tank is determined by the formula V p (t p ) = V D20 res · [1+ (2 · α st + α si ) · (t p -20)] - V w ( t g ), where α si is the correction for the temperature expansion of the material of the measuring instrument for the level of the phase separation of LPG in the tank, taken equal to for steel α si = 12.5 · 10 -6 1 / ° C; calculate the density ρ p of the vapor phase of the LPG according to the formula
Figure 00000005
where P is the pressure measured by the sensor; R is the gas constant, Z is the compressibility factor, and the compressibility factor Z is a known function of the reduced pressure P pr and the reduced temperature
Figure 00000006
where P CR - the reduced pressure, which is calculated as the ratio of the pressure P to the critical pressure P cr known for the specific components of the LPG; T ol - the reduced temperature, which is calculated as the ratio of the absolute temperature T of LPG to the critical temperature T cr known for specific components of LPG.

Основной задачей, решаемой заявленным изобретением, является обеспечение высокой точности учета СУГ при хранении в резервуарах.The main task solved by the claimed invention is to ensure high accuracy of accounting for LPG when stored in tanks.

Сущность изобретения заключается в том, что при измерении массы СУГ через определение объема и плотности СУГ в резервуаре дополнительно учитывается разная температура жидкой и паровой фаз СУГ в резервуаре, которая сказывается на разном расширении частей резервуара, в которых находятся эти две фазы, что должно быть учтено для более точного вычисления общей массы СУГ, хранимых в резервуаре.The essence of the invention lies in the fact that when measuring the mass of LPG by determining the volume and density of LPG in the tank, the different temperature of the liquid and vapor phases of the LPG in the tank is additionally taken into account, which affects the different expansion of the parts of the tank in which these two phases are located, which must be taken into account for more accurate calculation of the total mass of LPG stored in the tank.

Технический результат, достигаемый решением, заключается в повышении точности учета СУГ при хранении в резервуарах и обеспечивается благодаря учету отличия температур жидкой и паровой фаз СУГ в резервуаре, что вызывает разное расширение верхней и нижней частей резервуара.The technical result achieved by the solution is to increase the accuracy of accounting for LPG during storage in tanks and is ensured by taking into account the temperature differences between the liquid and vapor phases of LPG in the tank, which causes different expansion of the upper and lower parts of the tank.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Предлагаемое техническое решение относится к горизонтальным цилиндрическим резервуарам, применяемым при проведении учетных операций на АГЗС (МАЗС), при этом очевидно, что они подлежат градуировке и поверке и должны иметь индивидуальные градуировочные характеристики.The proposed technical solution relates to horizontal cylindrical tanks used during accounting operations at gas filling stations (MAZS), while it is obvious that they are subject to calibration and verification and must have individual calibration characteristics.

В общем случае для измерений массы СУГ на АГЗС применяют следующие методы измерений:In general, the following measurement methods are used to measure the LPG mass at the gas filling station:

- прямой метод динамических измерений;- direct method of dynamic measurements;

- прямой метод статических измерений;- direct method of static measurements;

- косвенный метод динамических измерений;- indirect method of dynamic measurements;

- косвенный метод статических измерений.- indirect method of static measurements.

Выбор метода измерений массы СУГ на АГЗС осуществляется с учетом возможности технической реализации метода и экономической целесообразности.The choice of the method for measuring the mass of LPG at the gas filling station is carried out taking into account the possibility of technical implementation of the method and economic feasibility.

В данном описании рассматривается способ измерения массы СУГ в резервуарах АГЗС, выполняемый косвенным методом статических измерений с помощью систем измерений параметров СУГ в горизонтальных цилиндрических градуированных резервуарах АГЗС.This description describes a method for measuring the mass of LPG in the gas filling tanks, performed by the indirect method of static measurements using measuring systems for LPG parameters in horizontal cylindrical graduated gas filling tanks.

Исходными данными для определения массы СУГ при хранении в резервуарах АГЗС являются по меньшей мере следующие параметры:At least the following parameters are the initial data for determining the mass of LPG during storage in gas station tanks:

- компонентный состав жидкой фазы СУГ (по данным паспорта или по результатам хроматографического анализа) xmi, % массовые;- the composition of the liquid phase of the LPG (according to the passport or the results of chromatographic analysis) x mi ,% mass;

- молекулярные массы µ и критические параметры Ркр и Ткр индивидуальных углеводородов, входящих в состав СУГ;- molecular weights µ and critical parameters P cr and T cr of individual hydrocarbons included in the LPG;

- значения плотности жидкой фазы ρж, кг/м3, углеводородов, входящих в состав СУГ;- values of the density of the liquid phase ρ W , kg / m 3 , hydrocarbons that are part of the LPG;

- значения давления насыщенных паров PS, МПа, углеводородов, входящих в состав СУГ;- values of saturated vapor pressure P S , MPa, hydrocarbons that are part of the LPG;

- уровень раздела фаз СУГ в резервуаре - H, мм;- level of phase separation of LPG in the tank - H, mm;

- градуировочная таблица резервуара для хранения СУГ;- calibration table of the storage tank for LPG;

- температуры жидкой и паровой фаз СУГ в резервуаре - tж и tn, °C;- the temperature of the liquid and vapor phases of the LPG in the tank - t W and t n , ° C;

- избыточное давление паров СУГ в резервуаре - Ризб, кгс/см2 (МПа);- excess vapor pressure of the LPG in the tank - R huts , kgf / cm 2 (MPa);

- плотность жидкой фазы СУГ ρж, кг/м3 (при наличии канала измерений плотности жидкой фазы СУГ);- the density of the liquid phase of the LPG ρ l , kg / m 3 (in the presence of a channel for measuring the density of the liquid phase of the LPG);

- плотность паровой фазы СУГ ρп, кг/м3 (при наличии канала измерений плотности паровой фазы СУГ).- the density of the vapor phase of the LPG ρ p , kg / m 3 (in the presence of a channel for measuring the density of the vapor phase of the LPG).

Уровень раздела фаз СУГ Н в резервуаре измеряют (в зависимости от применяемых средств измерений (СИ)) с помощью известных из уровня техники преобразователей уровня, например:The level of the phase separation of LPG N in the tank is measured (depending on the applied measuring instruments (SI)) using level converters known from the prior art, for example:

- магнитострикционного типа (SiteSentinel, Струна, ПМП-201);- magnetostrictive type (SiteSentinel, Struna, PMP-201);

- радиочастотного типа (СУ-5Д);- radio frequency type (SU-5D);

- микроволнового типа (VEGAFLEX 65).- microwave type (VEGAFLEX 65).

По значению уровня раздела фаз СУГ в резервуаре Н по градуировочной таблице определяют соответствующее этому уровню значение объема Vж20.By the value of the level of the phase separation of LPG in the tank N, according to the calibration table, the volume value Vh20 corresponding to this level is determined .

Объем жидкой фазы СУГ в резервуаре при фактической температуре вычисляют по формулеThe volume of the liquid phase of the LPG in the tank at the actual temperature is calculated by the formula

Vж(tж)=Vж20·[1+(2·αстси)·(tж.ср-20)],V W (t W ) = V W 20 · [1+ (2 · α st + α si ) · (t WFr. -20)],

где Vж20 - объем жидкой фазы СУГ в резервуаре на измеряемом уровне H, определяемый по градуировочной таблице резервуара, составленной при температуре 20°C, м3;where V W20 is the volume of the liquid phase of the LPG in the tank at the measured level H, determined by the calibration table of the tank, compiled at a temperature of 20 ° C, m 3 ;

αст - температурный коэффициент линейного расширения материала стенки резервуара, принимаемый равным для стали αст=12,5·10-6 1/°C;α v - temperature coefficient of linear expansion of the tank wall material, taken equal to α v Steel = 12.5 · 10 -6 1 / ° C;

αси - поправка на температурное расширение материала средства измерений уровня раздела фаз СУГ в резервуаре, принимаемая равной для стали αси=12,5·10-6 1/°С;α si - correction for the temperature expansion of the material of the measuring instrument for the level of the phase separation of LPG in the tank, taken equal to steel α si = 12.5 · 10 -6 1 / ° С;

tж - температура жидкой фазы СУГ в резервуаре, °C.t W - temperature of the liquid phase of the LPG in the tank, ° C.

Причем учет поправки на температурное расширение материала средства измерений является необязательным.Moreover, taking into account the correction for the thermal expansion of the material of the measuring instrument is optional.

Объем паровой фазы СУГ в резервуаре при фактической температуре определяют как разность полной вместимости резервуара при фактической температуре и объема жидкой фазы СУГ в резервуаре при фактической температуре по формулеThe volume of the vapor phase of the LPG in the tank at the actual temperature is determined as the difference between the total capacity of the tank at the actual temperature and the volume of the liquid phase of the LPG in the tank at the actual temperature according to the formula

Vп(tп)=VД20рез·[1+2·αст·(tп-20)]-Vж(tж),V p (t p ) = V D20 res · [1 + 2 · α st · (t p -20)] - V w (t w ),

где VД20рез - действительная вместимость резервуара при температуре 20°C (по паспорту резервуара), м3;where V D20 rez - the actual capacity of the tank at a temperature of 20 ° C (according to the passport of the tank), m 3 ;

tп - температура паровой фазы СУГ в резервуаре, °C.t p - temperature of the vapor phase of the LPG in the tank, ° C.

Величину tп рассчитывают через значения температуры, измеренные по меньшей мере одним датчиком, находящимися в паровой фазе СУГ.The value of t p is calculated through the temperature values measured by at least one sensor located in the vapor phase of the LPG.

Предпочтительно температуры жидкой tж и паровой tп фаз СУГ в резервуаре измеряют с помощью датчиков температуры, установленных на трех уровнях резервуара: верхнем, среднем и нижнем.Preferably, the liquid temperature t w and t n vapor phase of LPG in the tank is measured via temperature sensors located at the three levels of the tank: the upper, middle and lower.

В одном варианте осуществления температуры жидкой tж и паровой tп фаз СУГ, измеряемые по каналу измерения температуры, усредняют по следующим формулам:In one embodiment, the temperature of the liquid t W and the steam t p phases of LPG, measured along the temperature measuring channel, is averaged according to the following formulas:

а) если уровень жидкой фазы СУГ равен верхнему уровню,a) if the level of the liquid phase of the LPG is equal to the upper level,

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

tп=tв,t p = t in

где tcy - температура, измеренная на уровне, соответствующем середине высоты резервуара, °C;where t cy is the temperature measured at a level corresponding to the middle of the height of the tank, ° C;

tв - температура, измеренная на верхнем уровне, °C;t in - temperature measured at the upper level, ° C;

tн - температура, измеренная на нижнем уровне, °C,t n - temperature measured at the lower level, ° C,

б) если уровень жидкой фазы СУГ в резервуаре меньше верхнего уровня, но больше или равен половине внутреннего диаметра горизонтального резервуара,b) if the level of the liquid phase of the LPG in the tank is less than the upper level, but greater than or equal to half the inner diameter of the horizontal tank,

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

tп=tв,t p = t in

в) если уровень СУГ в резервуаре меньше половины внутреннего диаметра горизонтального резервуара, но больше или равен нижнему уровню,c) if the level of LPG in the tank is less than half the internal diameter of the horizontal tank, but greater than or equal to the lower level,

tж=tн,t W = t n

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

г) если уровень жидкой фазы СУГ в резервуаре меньше нижнего уровня,g) if the level of the liquid phase of the LPG in the tank is less than the lower level,

tж=tн,t W = t n

Figure 00000008
.
Figure 00000008
.

В одном варианте осуществления среднюю плотность жидкой фазы СУГ в резервуаре определяют с помощью преобразователей плотности жидкой фазы СУГ (таких как SiteSentinel, Струна, ПМП-201, СУ-5Д).In one embodiment, the average density of the liquid phase of the LPG in the tank is determined using density converters of the liquid phase of the LPG (such as SiteSentinel, Struna, PMP-201, SU-5D).

При отсутствии или отказе канала измерений плотности плотность жидкой фазы СУГ в резервуаре определяют расчетным методом по компонентному составу и значению температуры жидкой фазы СУГ в резервуаре.In the absence or failure of the density measurement channel, the density of the LPG liquid phase in the tank is determined by the calculation method according to the component composition and the temperature value of the LPG liquid phase in the tank.

В случае отсутствия СИ плотности на АГЗС плотность жидкой фазы СУГ определяют расчетным путем по компонентному составу и температуре, соответствующей условиям измерения объема жидкой фазы СУГ в резервуаре. Компонентный состав жидкой фазы СУГ в % массовых принимают по данным паспорта качества СУГ или результатам хроматографического анализа.In the absence of SI density at the gas filling station, the density of the LPG liquid phase is determined by calculation by the component composition and temperature corresponding to the conditions for measuring the volume of the LPG liquid phase in the tank. The composition of the liquid phase of the LPG in mass% is taken according to the quality certificate of the LPG or the results of chromatographic analysis.

Плотность многокомпонентной смеси жидкой фазы СУГ при температуре вычисляют по компонентному составу в массовых процентах и величинам плотности индивидуальных углеводородов по формулеThe density of a multicomponent mixture of the liquid phase of LPG at a temperature is calculated by the component composition in mass percent and the density of individual hydrocarbons by the formula

Figure 00000009
,
Figure 00000009
,

где xmi - массовая доля i-го компонента в составе жидкой фазы СУГ, %;where x mi is the mass fraction of the i-th component in the composition of the liquid phase of LPG,%;

ρжi(tж) - плотность i-го компонента жидкой фазы СУГ при температуре tж, кг/м3;ρ Жi (t Ж ) is the density of the i-th component of the liquid phase of the LPG at a temperature t W , kg / m 3 ;

n - число компонентов жидкой фазы СУГ.n is the number of components of the liquid phase of the LPG.

Плотность паровой фазы СУГ в резервуаре определяют с помощью преобразователей плотности паровой фазы СУГ (СУ-5Д).The density of the vapor phase of the LPG in the tank is determined using converters of the density of the vapor phase of the LPG (SU-5D).

При отсутствии или отказе канала измерений плотности плотность паровой фазы СУГ в резервуаре определяют расчетным методом по компонентному составу, полученному из условия равновесия фаз СУГ в резервуаре, и значениям температуры и избыточного давления СУГ в резервуаре, измеренным с помощью преобразователей температуры и давления.In the absence or failure of the density measurement channel, the density of the LPG vapor phase in the tank is determined by the calculation method according to the component composition obtained from the equilibrium phase of the LPG in the tank and the temperature and gauge pressure of the LPG in the tank, measured using temperature and pressure transducers.

Плотность паровой фазы СУГ рассчитывают по формулеThe density of the vapor phase of the LPG is calculated by the formula

Figure 00000010
,
Figure 00000010
,

где ρп - плотность паровой фазы СУГ, кг/м3;where ρ p - the density of the vapor phase of the LPG, kg / m 3 ;

P - абсолютное давление, МПа;P is the absolute pressure, MPa;

tп - температура паровой фазы СУГ,°C;t p - temperature of the vapor phase of the LPG, ° C;

R - газовая постоянная, Дж/(кг·К);R is the gas constant, J / (kg · K);

Z - фактор сжимаемости.Z is the compressibility factor.

Фактор сжимаемости Z является функцией приведенного давления Рпр и приведенной температуры Tпр The compressibility factor Z is a function of the reduced pressure P ol and the reduced temperature T ol

Figure 00000011
,
Figure 00000011
,

где Рпр - приведенное давление, которое является безразмерной величиной и вычисляется как отношение абсолютного давления P к критическому давлению Ркр;where P CR - reduced pressure, which is a dimensionless quantity and is calculated as the ratio of the absolute pressure P to the critical pressure P cr ;

Tпр - приведенная температура, которая является безразмерной величиной и вычисляется как отношение абсолютной температуры T к критической температуре Tкр.T ol - the reduced temperature, which is a dimensionless quantity and is calculated as the ratio of the absolute temperature T to the critical temperature T cr .

Критическое давление Pкр и критическая температура Tкр углеводородных газов, входящих в состав СУГ, известны из справочных источников уровня техники.The critical pressure P cr and the critical temperature T cr of hydrocarbon gases included in the LPG are known from reference sources of the prior art.

Массу жидкой фазы СУГ вычисляют как произведение объема жидкой фазы в резервуаре на измеренное значение плотности жидкой фазы СУГ или расчетное значение плотности, приведенное к условиям измерений объема жидкой фазы СУГ, по формулеThe mass of the liquid phase of the LPG is calculated as the product of the volume of the liquid phase in the tank by the measured density of the liquid phase of the LPG or the calculated value of the density reduced to the conditions for measuring the volume of the liquid phase of the LPG, according to the formula

Mж=Vж·ρж,M W = V W · ρ W ,

где Mж - масса жидкой фазы СУГ в резервуаре, кг;where M W - the mass of the liquid phase of the LPG in the tank, kg;

ρж - плотность жидкой фазы СУГ при температуре tж в резервуаре, кг/м3.ρ W - the density of the liquid phase of the LPG at a temperature t W in the tank, kg / m 3 .

Массу паровой фазы СУГ вычисляют как произведение объема, занимаемого паровой фазой СУГ в резервуаре, на измеренное значение плотности паровой фазы СУГ или значение плотности паровой фазы СУГ, полученное расчетным путем, по формулеThe mass of the LPG vapor phase is calculated as the product of the volume occupied by the LPG vapor phase in the tank by the measured density of the LPG vapor phase or the density value of the LPG vapor phase obtained by the calculation, according to the formula

Мп=Vп·ρп,M p = V p · ρ p ,

где Mп - масса паровой фазы СУГ в резервуаре, кг;where M p is the mass of the vapor phase of the LPG in the tank, kg;

ρп - плотность паровой фазы СУГ при температуре tп в резервуаре, кг/м3.ρ p - the density of the vapor phase of the LPG at a temperature t p in the tank, kg / m 3 .

Масса СУГ складывается из масс жидкой и паровой фаз СУГ в резервуареThe mass of LPG is composed of the masses of the liquid and vapor phases of the LPG in the tank

M=Mж+Mп,M = M w + M p ,

где M - масса СУГ в резервуаре, кг.where M is the mass of LPG in the tank, kg

По ГОСТ P 52087-2003 производятся 5 марок СУГ: пропан технический (ПТ), пропан автомобильный (ПА), пропан-бутан автомобильный (ПБА), пропан-бутан технический (ПБТ) и бутан технический (БТ).According to GOST P 52087-2003, five grades of SUG are produced: technical propane (PT), automotive propane (PA), automotive propane-butane (PBA), technical propane-butane (PBT), and technical butane (BT).

Требования к компонентному составу и основным физико-химическим свойствам марок СУГ приведены в показанной ниже таблице 1.Requirements for the component composition and basic physical and chemical properties of the SUG grades are shown in Table 1 below.

Figure 00000012
Figure 00000012

При этом при применении сжиженных газов марок ПТ и ПБТ в качестве топлива для автомобильного транспорта массовая доля суммы непредельных углеводородов не должна превышать 6%, а давление насыщенных паров должно быть не менее 0,07 МПа для марок ПТ и ПБТ при температурах минус 30°C и минус 20°C соответственно.Moreover, when using liquefied gases of the ПТ and ПБТ grades as a fuel for automobile transport, the mass fraction of the sum of unsaturated hydrocarbons should not exceed 6%, and the saturated vapor pressure should be at least 0.07 MPa for the ПТ and ПБТ grades at minus 30 ° C and minus 20 ° C, respectively.

В состав СУГ входят предельные и непредельные углеводороды. Величины молекулярных масс µ и критических параметров Ткр и Ркр для индивидуальных углеводородов, входящих в состав СУГ, приведены в таблице 2.LHG contains saturated and unsaturated hydrocarbons. The values of molecular mass µ and critical parameters T cr and R cr for individual hydrocarbons that are part of the LPG are shown in table 2.

Figure 00000013
Figure 00000013

Состав смеси жидких углеводородов из массовых процентов xm1, xm2, …, xmn в молярные проценты x1, x2, …, xn пересчитывают по формулеThe composition of the mixture of liquid hydrocarbons from mass percent x m1 , x m2 , ..., x mn to molar percent x 1 , x 2 , ..., x n is calculated according to the formula

Figure 00000014
Figure 00000014

где xmi - массовая доля i-го компонента в составе смеси СУГ, %;where x mi is the mass fraction of the i-th component in the composition of the LPG mixture,%;

xi - молярная доля i-го компонента в составе смеси СУГ, %;x i is the molar fraction of the i-th component in the composition of the LPG mixture,%;

µi - молекулярная масса i-го индивидуального углеводорода, кг/кмоль.µ i is the molecular weight of the i-th individual hydrocarbon, kg / kmol.

СУГ в отличие от нефтепродуктов обладают повышенным давлением насыщенных паров, которое входит в число нормируемых показателей ГОСТ P 52087-2003. Рабочее давление в технологическом оборудовании для транспортировки, хранения и распределения СУГ составляет 16 кгс/см2 (1,6 МПа).LHG, in contrast to oil products, has an increased saturated vapor pressure, which is one of the standardized indicators of GOST P 52087-2003. The working pressure in the technological equipment for transportation, storage and distribution of LPG is 16 kgf / cm 2 (1.6 MPa).

Для целей учета СУГ в единицах массы необходимо располагать надежными методами определения плотности жидкой и паровой фаз СУГ как инструментальными, так и расчетными методами.For the purpose of accounting for LPG in mass units, it is necessary to have reliable methods for determining the density of the liquid and vapor phases of LPG both by instrumental and calculation methods.

Плотность многокомпонентной смеси жидкой фазы СУГ при температуре t вычисляют по компонентному составу в массовых процентах и величинам плотности жидкой фазы индивидуальных углеводородов по формулеThe density of a multicomponent mixture of the liquid phase of LPG at a temperature t is calculated by the component composition in mass percent and the density of the liquid phase of individual hydrocarbons by the formula

Figure 00000015
,
Figure 00000015
,

где xmi - массовая доля i-го компонента в составе смеси, %;where x mi is the mass fraction of the i-th component in the mixture,%;

ρжi(t) - плотность жидкой фазы i-го компонента СУГ при температуре t, кг/м3 (см. данные в таблице 1 в диапазоне -50≤t≤+50°C);ρ Жi (t) is the density of the liquid phase of the i-th component of LPG at a temperature t, kg / m 3 (see data in table 1 in the range -50≤t≤ + 50 ° C);

n - число компонентов жидкой фазы СУГ.n is the number of components of the liquid phase of the LPG.

Плотность паровой фазы СУГ рассчитывают по формулеThe density of the vapor phase of the LPG is calculated by the formula

Figure 00000016
,
Figure 00000016
,

где ρn - плотность паровой фазы СУГ, кг/м3;where ρ n is the density of the vapor phase of the LPG, kg / m 3 ;

P - абсолютное давление, МПа;P is the absolute pressure, MPa;

tn - температура паровой фазы СУГ, °C;t n is the temperature of the vapor phase of the LPG, ° C;

R - газовая постоянная, Дж/(кг·К);R is the gas constant, J / (kg · K);

Z - фактор сжимаемости.Z is the compressibility factor.

Фактор сжимаемости Z является функцией приведенного давления Рпр и приведенной температуры Тпр The compressibility factor Z is a function of the reduced pressure P ol and the reduced temperature T ol

Figure 00000017
Figure 00000017

и может быть определен по известным из справочных графиков и таблиц.and can be determined by known from reference graphs and tables.

Давление насыщенных паров - это давление, при котором жидкость и пар в замкнутом (герметичном) объеме при определенной температуре находятся в равновесном состоянии.Saturated vapor pressure is the pressure at which liquid and vapor in a closed (sealed) volume at a certain temperature are in equilibrium.

Давление насыщенных паров СУГ входит в число показателей, нормируемых ГОСТ Р 52087 (см. таблицу 1).The saturated vapor pressure of LPG is among the indicators normalized by GOST R 52087 (see table 1).

Компонентный состав паровой фазы, находящейся в равновесном состоянии с жидкой фазой СУГ в резервуаре, определяют по формулеThe composition of the vapor phase in equilibrium with the liquid phase of the LPG in the tank is determined by the formula

Figure 00000018
,
Figure 00000018
,

где yi, - молярная доля i-го компонента в составе паровой фазы СУГ, %;where y i , is the molar fraction of the i-th component in the vapor phase of the LPG,%;

xi - молярная доля i-го компонента в составе жидкой фазы СУГ, %;x i - molar fraction of the i-th component in the composition of the liquid phase of LPG,%;

P - абсолютное давление, под которым находится смесь СУГ, МПа, является суммой парциальных давлений входящих в состав СУГ компонентовP - absolute pressure, under which there is a mixture of LPG, MPa, is the sum of the partial pressures of the components included in the LPG

Figure 00000019
,
Figure 00000019
,

Pi - парциальное давление i-го компонента смеси СУГ, МПа;P i - partial pressure of the i-th component of the mixture of LPG, MPa;

Psi - давление насыщенных паров i-го компонента СУГ, МПа;P si is the saturated vapor pressure of the i-th component of the LPG, MPa;

n - число компонентов, входящих в состав СУГ.n is the number of components that make up the LPG.

Из справочных источников уровня техники можно узнать значения давления насыщенных паров Ps индивидуальных углеводородов, входящих в состав СУГ, в диапазоне температур -50≤t≤+50°C (223,15≤T≤323,15 K).From reference sources of the prior art, it is possible to find out the saturated vapor pressure P s of the individual hydrocarbons included in the LPG in the temperature range -50≤t≤ + 50 ° C (223.15≤T≤323.15 K).

Для многокомпонентного состава паровой фазы СУГ значения среднемолекулярной массы µсм, псевдокритической температуры Tпк и псевдокритического давления Pпк рассчитывают по формуламFor the multicomponent composition of the vapor phase of the LPG, the values of the average molecular weight μ cm , pseudocritical temperature T pc and pseudocritical pressure P pc are calculated by the formulas

Figure 00000020
,
Figure 00000020
,

Figure 00000021
,
Figure 00000021
,

Figure 00000022
,
Figure 00000022
,

где Тпк, Ткр i - псевдокритическая температура и критическая температура i-го компонента паровой фазы СУГ, K;where T pc , T cr i - pseudocritical temperature and critical temperature of the i-th component of the vapor phase of the LPG, K;

Pпк, Ркр i - псевдокритическое давление и критическое давление i-го компонента паровой фазы СУГ, МПа;P pc , R cr i - pseudocritical pressure and critical pressure of the i-th component of the vapor phase of LPG, MPa;

µi, µсм - молекулярные массы i-го компонента и смеси паров СУГ соответственно, кг/кмоль;µ i , µ cm are the molecular weights of the ith component and the mixture of LPG vapor, respectively, kg / kmol;

yi - молярная доля i-го компонента в составе паровой фазы СУГ, %;y i is the molar fraction of the i-th component in the vapor phase of the LPG,%;

n - число компонентов паровой фазы СУГ.n is the number of components of the vapor phase of the LPG.

Рассмотрим пример расчета параметров многокомпонентных смесей жидкой и паровой фаз СУГ при температурах:Consider an example of calculating the parameters of multicomponent mixtures of liquid and vapor phases of LPG at temperatures:

t=-5°C - для осенне-зимнего периода;t = -5 ° C - for the autumn-winter period;

t=15°C - для весенне-летнего периода.t = 15 ° C - for the spring-summer period.

Компонентный состав жидкой фазы СУГ в % массовых:The composition of the liquid phase of the LPG in% mass:

Figure 00000023
Figure 00000023

Плотность жидкой фазы СУГ при температурах -5°C и 15°C рассчитывают по формуле (2)The density of the liquid phase of LPG at temperatures of -5 ° C and 15 ° C is calculated by the formula (2)

Figure 00000024
Figure 00000024

Figure 00000025
Figure 00000025

При расчете пределов относительной погрешности измерений массы СУГ используется коэффициент объемного расширения жидкой фазы СУГ βt20, величина которого вычисляется методом последовательных приближений из выраженияWhen calculating the limits of the relative measurement error of the LPG mass, the volume expansion coefficient of the LPG liquid phase βt 20 is used , the value of which is calculated by the method of successive approximations from the expression

Figure 00000026
Figure 00000026

где CTLρ - поправочный коэффициент, учитывающий влияние температуры на объем жидкой фазы СУГ;where CTL ρ is a correction factor that takes into account the effect of temperature on the volume of the liquid phase of the LPG;

βt20 - коэффициент объемного расширения жидкой фазы СУГ, 1/°C.βt 20 - coefficient of volume expansion of the liquid phase of the LPG, 1 / ° C.

В таблице 3 представлены результаты расчета коэффициента объемного расширения жидкой фазы СУГ, компонентный состав которого указан выше.Table 3 presents the results of calculating the coefficient of volume expansion of the liquid phase of the LPG, the component composition of which is indicated above.

Figure 00000027
Figure 00000027

В критической точке удельные объемы жидкой и паровой фазы равны, поэтому плотность жидкой фазы этана C2H6 при температурах выше критической Tкр=305,4 K принята равной величине, обратно пропорциональной критическому объему ρкр=1/vкр=1/(4,992·10-3)=203,2 кг/м3.At the critical point, the specific volumes of the liquid and vapor phases are equal; therefore, the density of the liquid phase of ethane C 2 H 6 at temperatures above the critical T cr = 305.4 K is taken to be inversely proportional to the critical volume ρ cr = 1 / v cr = 1 / ( 4.992 · 10 -3 ) = 203.2 kg / m 3 .

Проведем пересчет компонентного состава жидкой фазы СУГ из % массовых в % молярные по формуле (1):We will recalculate the component composition of the liquid phase of the LPG from% mass to% molar according to the formula (1):

Figure 00000028
Figure 00000028

Давление насыщенных паров смеси углеводородных газов при температурах -5°C и 15°C вычисляют по формуле (4)The saturated vapor pressure of a mixture of hydrocarbon gases at temperatures of -5 ° C and 15 ° C is calculated by the formula (4)

Figure 00000029
Figure 00000029

Figure 00000030
Figure 00000030

Проведем расчет плотности паровой фазы СУГ при температуре tп=-5°C и абсолютном давлении Ps см (-5°C)=0,284 МПа по формуле (3)Let us calculate the density of the vapor phase of the LPG at a temperature t p = -5 ° C and absolute pressure P s cm (-5 ° C) = 0.284 MPa according to the formula (3)

Figure 00000031
Figure 00000031

По величинам приведенного давления Рпрs смпк=0,284/4,21=0,068 и приведенной температуры Тпр=(273,15+tп)/Tпк=(273,15-5)/374,2=0,717 по справочным таблицам находим фактор сжимаемости Z=0,933.By the values of the reduced pressure P CR = P s cm / P pc = 0.284 / 4.21 = 0.068 and the reduced temperature T CR = (273.15 + t p ) / T pc = (273.15-5) / 374.2 = 0.717 from the reference tables we find the compressibility factor Z = 0.933.

Плотность паровой фазы СУГ вычисляют по формуле (3)The density of the vapor phase of the LPG is calculated by the formula (3)

Figure 00000032
Figure 00000032

Расчет плотности паровой фазы СУГ при температуре tп=15°C и абсолютном давлении Ps см (15°С)=0,522 МПа по формуле (3)Calculation of the density of the vapor phase of LPG at a temperature t p = 15 ° C and absolute pressure P s cm (15 ° C) = 0.522 MPa according to the formula (3)

Figure 00000033
Figure 00000033

По величинам приведенного давления Рпр=Ps см/Pпк=0,522/4,20=0,124 и приведенной температуры Тпр=(273,15+tп)/Tпк=(273,15+15)/375,2=0,768 по справочным таблицам находят фактор сжимаемости Z=0,880.According to the above pressure values P ave = P s cm / P nc = 0.522 / 4.20 = 0.124, and the present temperature T ave = (273,15 + t n) / T pc = (273.15 + 15) / 375.2 = 0.768 from the reference tables find the compressibility factor Z = 0.880.

Плотность паровой фазы СУГ вычисляют по формуле (3)The density of the vapor phase of the LPG is calculated by the formula (3)

Figure 00000034
Figure 00000034

Из приведенных расчетов понятно, что все они могут быть частично или полностью автоматизированы, то есть реализованы с помощью программно-аппаратного обеспечения.From the above calculations it is clear that all of them can be partially or fully automated, that is, implemented using software and hardware.

Вариант осуществления 1Embodiment 1

В первом варианте осуществления предложенное техническое решение представляет собой способ, в котором определяют компонентный состав СУГ. Определение может быть осуществлено посредством измерения известными из уровня техники средствами хроматографического анализа, а также на основе заранее известной информации (как правило, компонентный состав СУГ известен из той или иной документации). Этот этап может быть автоматизирован, например, посредством ПК, процессора, контроллера или иного вычислительного средства, функционально связанного соответствующими линиями связи со средствами хроматографического анализа и/или блоком памяти, хранящим данные о компонентном составе СУГ.In the first embodiment, the proposed technical solution is a method in which the component composition of LPG is determined. The determination can be carried out by measuring chromatographic analysis methods known from the prior art, as well as on the basis of previously known information (as a rule, the component composition of LPG is known from one or another documentation). This step can be automated, for example, by means of a PC, processor, controller, or other computing tool that is functionally connected by the corresponding communication lines to chromatographic analysis tools and / or a memory unit that stores data on the component composition of the LPG.

На следующем этапе способа определяют молекулярные массы компонентов, входящих в состав СУГ. Понятно, что молекулярные массы определенных компонентов легко определяются посредством справочной литературы, содержащей информацию о молекулярных массах химических элементов, образующих компоненты. Этот этап может быть автоматизирован, например, посредством ПК, процессора, контроллера или иного блока обработки (вычислительного средства), функционально связанного соответствующими линиями связи с блоком памяти, хранящим данные о молекулярных массах компонентов, входящих в состав СУГ.At the next stage of the method, the molecular weights of the components that make up the LPG are determined. It is understood that the molecular weights of certain components are easily determined by reference literature containing information on the molecular weights of the chemical elements that make up the components. This stage can be automated, for example, by means of a PC, processor, controller, or other processing unit (computing means), functionally connected by corresponding communication lines to a memory unit that stores data on the molecular weights of the components included in the LPG.

На следующем этапе способа измеряют значение плотности жидкой фазы компонентов, входящих в состав СУГ с помощью средства измерения плотности, например, одного из приведенных в описании выше или иного, известного из уровня техники. Этот этап может быть автоматизирован посредством блока обработки, функционально связанного соответствующими линиями связи со средством измерения плотности.In the next step of the method, the density value of the liquid phase of the components included in the LPG is measured using a density measuring means, for example, one of the above or another known from the prior art. This step can be automated by means of a processing unit functionally connected by corresponding communication lines to a density measuring means.

На следующем этапе способа определяют уровень H раздела фаз СУГ в резервуаре с помощью средства измерения уровня раздела фаз. Этот этап может быть автоматизирован посредством блока обработки, функционально связанного соответствующими линиями связи со средством измерения уровня раздела фаз.In the next step of the method, the level H of the phase separation of the LPG in the tank is determined by means of measuring the level of the phase separation. This step can be automated by means of a processing unit functionally connected by corresponding communication lines with a means for measuring the level of phase separation.

На следующем этапе способа определяют температуру tж жидкой фазы СУГ и температуру tп паровой фазы СУГ в резервуаре с помощью датчиков. Этот этап может быть автоматизирован посредством блока обработки, функционально связанного соответствующими линиями связи непосредственно или через соответствующие преобразователи с датчиками. В резервуаре может быть установлен один датчик для жидкой фазы и один для газообразной. Однако датчиков может быть и больше: несколько для каждой фазы. Датчики могут быть установлены на разных уровнях резервуара, например на нижнем, среднем, верхнем; множество датчиков может быть установлено равномерно по высоте резервуара или неравномерно, например, большее количество датчиков может быть установлено на среднем уровне резервуара или в верхнем и нижнем уровнях резервуара.The next step of the method determines the temperature t W of the liquid phase of the LPG and the temperature t p of the vapor phase of the LPG in the tank using sensors. This step can be automated by means of a processing unit that is functionally connected to the respective communication lines directly or via corresponding transducers with sensors. One sensor for the liquid phase and one for the gaseous can be installed in the tank. However, there may be more sensors: several for each phase. Sensors can be installed at different levels of the tank, for example at the lower, middle, upper; a plurality of sensors can be installed uniformly in height of the tank or unevenly, for example, a larger number of sensors can be installed at the middle level of the tank or in the upper and lower levels of the tank.

На следующем этапе способа измеряют значение плотности ρп паровой фазы компонентов, входящих в состав СУГ, с помощью средства измерения плотности или вычисляют плотность ρп паровой фазы компонентов, входящих в состав СУГ, по компонентному составу и значению температуры жидкой фазы СУГ в резервуаре с помощью блока обработки.In the next step of the method, the density ρ p of the vapor phase of the components included in the LPG is measured using a density measuring tool or the density ρ p of the vapor phase of the components included in the LPG is calculated by the component composition and the temperature of the liquid phase of the LPG in the tank using processing unit.

Реализация варианта измерения с помощью средства измерения плотности описана выше. Формула, по которой может быть вычислена плотность паровой фазы, приведена ранее:

Figure 00000035
.The implementation of the measurement option using the density measurement tool is described above. The formula by which the vapor phase density can be calculated is given earlier:
Figure 00000035
.

где xmi - массовая доля i-го компонента в составе жидкой фазы СУГ, %; ρжi (tж) - плотность i-го компонента жидкой фазы СУГ при температуре tж, кг/м3 (см. таблицу 1); n - число компонентов жидкой фазы СУГ.where x mi is the mass fraction of the i-th component in the composition of the liquid phase of LPG,%; ρ Жi (t ж ) is the density of the i-th component of the liquid phase of the LPG at a temperature t l , kg / m 3 (see table 1); n is the number of components of the liquid phase of the LPG.

Очевидно, что вычисление этой формулы может быть легко реализовано посредством блока обработки, функционально связанного с датчиками температуры, при необходимости с другими измерительными средствами и блоком памяти с заранее известной внесенной туда необходимой информацией о СУГ.Obviously, the calculation of this formula can be easily implemented by means of a processing unit functionally connected with temperature sensors, if necessary, with other measuring means and a memory unit with the necessary information on LPG introduced in advance.

На следующем этапе способа определяют по значению уровня H раздела фаз СУГ в резервуаре соответствующее этому уровню значение объема Vж20 жидкой фазы СУГ в резервуаре на измеряемом уровне H с использованием заранее известной градуировочной таблицы резервуара, составленной при температуре 20°C.At the next step of the method, the value of the volume Vh20 of the liquid phase of the LPG in the tank corresponding to this level is determined by the value of the H level of the LPG phase section in the tank at the measured level H using a previously known calibration table of the tank compiled at a temperature of 20 ° C.

Для автоматизации этого этапа градуировочная таблица заранее загружается в память, из которой блок обработки берет необходимые данные и на основании значения Н этот блок определяет значение Vж20.To automate this step, the calibration table is preloaded into the memory from which the processing unit takes the necessary data and, based on the value of H, this block determines the value of V x20 .

На следующем этапе способа вычисляют объем Vж(tж) жидкой фазы СУГ в резервуаре при температуре tж по формуле Vж(tж)=Vж20·[1+2·αст·(tж-20)] при помощи блока обработки, где αст - температурный коэффициент линейного расширения материала стенки резервуара, принимаемый равным для стали αст=12,5·10-6 1/°C.The next step of the method calculates the volume V W (t W ) of the liquid phase of the LPG in the tank at a temperature t W using the formula V W (t W ) = V W 20 · [1 + 2 · α St · (t W -20)] using processing unit, where α st - the temperature coefficient of linear expansion of the material of the tank wall, taken equal to steel α st = 12.5 · 10 -6 1 / ° C.

Для автоматизации этого этапа множество коэффициентов линейного расширения для различных материалов заранее загружается в память, из которой блок обработки берет необходимое значение и на основании полученных значений о температуре tж и объеме Vж20 по формуле вычисляет Vж(tж).To automate this stage, many linear expansion coefficients for various materials are preloaded into the memory from which the processing unit takes the necessary value and, based on the obtained values of temperature t W and volume V W 20 , calculates V W (t W ) using the formula.

На следующем этапе способа определяют объем паровой фазы СУГ в резервуаре при определенной температуре tп паровой фазы СУГ как разность полной вместимости резервуара при упомянутой температуре и объема жидкой фазы СУГ в резервуаре при упомянутой температуре по формулеThe next step of the method determines the volume of the vapor phase of the LPG in the tank at a certain temperature t p the vapor phase of the LPG as the difference in the total capacity of the tank at the mentioned temperature and the volume of the liquid phase of the LPG in the tank at the temperature by the formula

Figure 00000036
,
Figure 00000036
,

где VД20рез - заранее известная действительная вместимость резервуара при температуре 20°C.where V D20 rez is the previously known actual tank capacity at a temperature of 20 ° C.

Для автоматизации этого этапа блок обработки на основании полученной от датчика температуры и извлеченных из памяти коэффициента αст и значения VД20рез с помощью приведенной формулы вычисляет объем паровой фазы СУГ Vп(tп).To automate this stage, the processing unit, on the basis of the temperature obtained from the sensor and the coefficient α st extracted from the memory and the value V Д20 rez , using the above formula, calculates the volume of the LPG vapor phase V p (t p ).

На следующих этапах способа блок обработки на основании ранее полученной информации об объеме и плотности жидкой и паровой фаз находит массы жидкой и паровой фаз, а также общую массу СУГ как сумму масс жидкой и паровой фаз.In the next steps of the method, the processing unit, based on previously obtained information on the volume and density of the liquid and vapor phases, finds the masses of the liquid and vapor phases, as well as the total mass of LPG as the sum of the masses of the liquid and vapor phases.

В целом способ может быть реализован посредством устройства учета, содержащего корпус резервуара; блок обработки, встроенный в корпус резервуара, функционально соединенный с датчиками, установленными в резервуаре, и с памятью, содержащей информацию о параметрах резервуара; средство хроматографического анализа; средства измерения плотности жидкой и паровой фаз; средство измерения уровня раздела фаз, причем все измерительные и прочие аппаратно-программные, программные и аппаратные средства могут быть встроены в корпус резервуара и функционально соединены с блоком обработки.In general, the method can be implemented by means of an accounting device comprising a tank body; a processing unit integrated in the tank body, functionally connected with sensors installed in the tank, and with a memory containing information about the parameters of the tank; chromatographic analysis tool; means for measuring the density of liquid and vapor phases; means for measuring the level of the phase separation, and all measuring and other hardware-software, software and hardware can be built into the tank body and functionally connected to the processing unit.

Устройство работает следующим образом. Блок обработки собирает со всех датчиков, измерительных средств и памяти необходимую информацию, обрабатывает ее согласно описанному выше алгоритму и выдает точное значение массы СУГ в резервуаре.The device operates as follows. The processing unit collects from all sensors, measuring instruments and memory the necessary information, processes it according to the algorithm described above, and provides the exact mass value of the LPG in the tank.

В предложенном техническом решении может быть дополнительно учтено температурное расширение материала средства измерений уровня раздела фаз СУГ в резервуаре по формуле: Vж(tж)=Vж20·[1+(2·αстси)·(tж-20)], где αси - поправка на температурное расширение материала средства измерений уровня раздела фаз СУГ в резервуаре, принимаемая равной для стали αси=12,5·10-6 1/°C.In the proposed technical solution, the temperature expansion of the material of the means for measuring the level of the phase separation of LPG in the tank can be additionally taken into account according to the formula: V W (t W ) = V W 20 · [1+ (2 · α st + α si ) · (t W -20 )], where α si is the correction for the thermal expansion of the material of the measuring instrument for the level of the phase separation of LPG in the tank, taken equal to for steel α si = 12.5 · 10 -6 1 / ° C.

Конкретный вариант расположения датчиков может быть следующим: верхний, средний и нижний уровень резервуара.A specific arrangement of sensors may be as follows: upper, middle, and lower level of the tank.

В предпочтительном варианте осуществления если уровень жидкой фазы СУГ равен верхнему уровню, tж и tп вычисляют следующим образом:In a preferred embodiment, if the level of the liquid phase of the LPG is equal to the upper level, t w and t p are calculated as follows:

Figure 00000037
, tп=tв, где tcy - температура, измеренная на уровне, соответствующем середине высоты резервуара; tв - температура, измеренная на верхнем уровне, tн - температура, измеренная на нижнем уровне.
Figure 00000037
, t p = t in , where t cy is the temperature measured at a level corresponding to the middle of the height of the tank; t in - temperature measured at the upper level, t n - temperature measured at the lower level.

Если уровень жидкой фазы СУГ в резервуаре меньше верхнего уровня, но больше или равен половине внутреннего диаметра горизонтального резервуара, tж и tп вычисляют следующим образом

Figure 00000038
, tп.ср=tв.If the level of the liquid phase of the LPG in the tank is less than the upper level, but greater than or equal to half the inner diameter of the horizontal tank, t W and t p calculated as follows
Figure 00000038
t t.sp. = t in .

Если уровень СУГ в резервуаре меньше половины внутреннего диаметра горизонтального резервуара, но больше или равен нижнему уровню, tж и tп вычисляют следующим образом tж=tн,

Figure 00000039
.If the level of LPG in the tank is less than half the inner diameter of the horizontal tank, but greater than or equal to the lower level, t W and t p calculated as follows t W = t n ,
Figure 00000039
.

Если уровень жидкой фазы СУГ в резервуаре меньше нижнего уровня, tж и tп вычисляют следующим образом tж=tн,

Figure 00000040
.If the level of the liquid phase of the LPG in the tank is less than the lower level, t W and t p calculated as follows t W = t n
Figure 00000040
.

Вариант осуществления 2Embodiment 2

Как видно из формулы (5), для определения объема резервуара, занимаемого газовой фазой, находят полный объем резервуара при температуре tп и вычитают из этого полного объема резервуара объем, занимаемый жидкой фазой, имеющей температуру tж. Однако при таком подходе не учитывается то, что разные части резервуара, находящиеся под воздействием разных температур (tп и tж), деформируются по-разному. Очевидно, что более высокая температура (например, tп) вызывает большее расширение, чем более низкая (например, tж).As can be seen from formula (5), to determine the volume of the tank occupied by the gas phase, find the total volume of the tank at a temperature t p and subtract from this total volume of the tank the volume occupied by the liquid phase having a temperature t g . However, this approach does not take into account the fact that different parts of the tank under the influence of different temperatures (t p and t g ) are deformed in different ways. Obviously, a higher temperature (for example, t p ) causes greater expansion than a lower one (for example, t g ).

Для учета этой неравномерной деформации в одном из вариантов осуществления предлагается определять объем VCP резервуара при температуре нижней части резервуара, равной tж, и температуре верхней части резервуара, равной tп. Для этого определяют действительную вместимость VД_tжрез резервуара при температуре tж (по формуле VД_tжрез=VД20рез[1+2·αст(tж-20)]) и действительную вместимость VД_mрез резервуара при температуре tп (по формуле VД_mрез=VД20рез[1+2-αст(tп-20)]), вычисляют среднее значение VД_СРрез как среднее арифметическое VД_tжрез и VД_tпрез по формуле VД_CPрез=(VД_tжрез+VД_tпрез)/2.To account for this non-uniform deformation, in one embodiment, it is proposed to determine the volume V CP of the tank at a temperature of the lower part of the tank equal to t W and a temperature of the upper part of the tank equal to t p . To do this, determine the actual capacity V D_tzh cut tank at a temperature t W (according to the formula V D_tzh cut = V D20 cut [1 + 2 · α article (t W -20)]) and the actual capacity V D_m cut tank at a temperature t p ( D_m formula v res = v D20 Res [2 + 1-α v (t -20 n)]), calculating an average value of v D_SR cut as the average of v and v D_tzh Res D_tp Res D_CP formula v res = (v D_tzh Res Res D_tp + V) / 2.

В дальнейшем это значение используют для определения объема паровой фазы Vп(tп) по формуле:In the future, this value is used to determine the volume of the vapor phase V p (t p ) by the formula:

Vп(tп)=VД_СРрез-Vж(tж).V p (t p ) = V D_СР rez -V w (t w ).

Очевидно, что такой подход уменьшает максимальную погрешность, возникающую при вычислении объема паровой фазы.Obviously, this approach reduces the maximum error that occurs when calculating the volume of the vapor phase.

Дальнейшее определение массы СУГ в резервуаре осуществляется по описанной выше методике.Further determination of the mass of LPG in the tank is carried out according to the method described above.

Вариант осуществления 3Embodiment 3

Отличие еще одного варианта осуществления от варианта осуществления 2 заключается в том, что учитывается не две области разной деформации резервуара, а столько областей, сколько датчиков имеется в резервуаре.The difference of another embodiment from embodiment 2 is that it takes into account not two areas of different deformation of the tank, but as many areas as there are sensors in the tank.

Рассмотрим пример для трех датчиков: нижнего, среднего и верхнего.Consider an example for three sensors: lower, middle and upper.

Имея показания от трех датчиков, можно построить распределение температурного поля по высоте резервуара. Например, получены следующие показания от трех датчиков: t1, t2, t3, где t1 - температура, полученная от нижнего датчика, t2 - температура, полученная от среднего датчика, t3 - температура, полученная от верхнего датчика. Здесь должно быть понятно, что физическое расположение «верхний», «средний», «нижний» связано с геометрией резервуара и его расположением относительно поверхности земли, верхний датчик физически выше среднего и нижнего датчиков относительно направления действия силы тяжести.Having readings from three sensors, it is possible to build the distribution of the temperature field along the height of the tank. For example, the following readings were obtained from three sensors: t 1 , t 2 , t 3 , where t 1 is the temperature received from the lower sensor, t 2 is the temperature received from the middle sensor, t 3 is the temperature received from the upper sensor. It should be clear here that the physical location of the “upper”, “middle”, “lower” is associated with the geometry of the tank and its location relative to the surface of the earth, the upper sensor is physically above the middle and lower sensors relative to the direction of gravity.

Предпочтительно датчики расположены равномерно по высоте резервуара, в таком случае резервуар по высоте делят на равномерные части, каждая из которых деформируется в соответствии со своей температурой.Preferably, the sensors are arranged uniformly along the height of the tank, in which case the height of the tank is divided into uniform parts, each of which is deformed in accordance with its temperature.

Заранее известная действительная вместимость VД20рез резервуара при температуре 20°C может быть найдена как сумма вместимостей частей резервуара:The previously known actual capacity V D20 cut tank at a temperature of 20 ° C can be found as the sum of the capacities of the parts of the tank:

VД20рез=VД20_1рез+ VД20_2рез+VД20_3рез,V = V D20 Res Res D20_1 + V + V D20_2 Res D20_3 Res,

где VД20_1рез - вместимость на нижнем уровне, VД20_2рез - вместимость на среднем уровне, VД20_3рез - вместимость на верхнем уровне.where V D20_1 rez - capacity at the lower level, V D20_2 rez - capacity at the middle level, V D20_3 rez - capacity at the upper level.

Поскольку форма резервуара заранее известна, то определить вместимости отдельных частей резервуара можно без приложения каких-либо творческих усилий.Since the shape of the tank is known in advance, the capacity of the individual parts of the tank can be determined without any creative effort.

Зная температуры СУГ в отдельных частях резервуара, можно определить деформации отдельных частей резервуара и найти общую вместимость VД_КОРРрез резервуара с учетом температурной коррекции:Knowing the temperature of the LPG in individual parts of the tank, you can determine the deformation of the individual parts of the tank and find the total capacity V D_KORR cut tank, taking into account temperature correction:

VД_КОРРрез=VД20_1рез[1+2·αст(t1-20)]+VД20_2рез[1+2·αст(t2-20)]+VД20_3ре[1+2·αст(t3-20)]3.V = V res D_KORR D20_1 Res [1 + 2 · α st (t 1 -20)] + V D20_2 Res [1 + 2 · α st (t2-20)] + V D20_3 D [1 + 2 · α st ( t 3 -20)] 3 .

В дальнейшем это значение используют для определения объема паровой фазы Vп(tп) по формуле:In the future, this value is used to determine the volume of the vapor phase V p (t p ) by the formula:

Vп(tп)=VД_КОРРрез-Vж(tж).V p (t p ) = V D_CORR rez- V w (t w ).

Очевидно, что такой подход еще больше уменьшает погрешность, возникающую при вычислении объема паровой фазы.Obviously, this approach further reduces the error that arises when calculating the volume of the vapor phase.

Дальнейшее определение массы СУГ в резервуаре осуществляется по описанной выше методике.Further determination of the mass of LPG in the tank is carried out according to the method described above.

Для известной формы резервуара, а, как правило, он представляет собой окружность, можно легко построить карту распределения t(l) температурного поля по резервуару даже по трем значениям температуры (в верхней, средней и нижней частях резервуара).For a known shape of the tank, and, as a rule, it is a circle, it is easy to construct a map of the distribution of the temperature field t (l) over the tank even for three temperature values (in the upper, middle and lower parts of the tank).

Зная распределение t(l) температурного поля по резервуару, где резервуар имеет общую длину поверхности L, можно определить точную температурную деформацию резервуара по его поверхности. Очевидно, что переменная l определяет конкретную точку на поверхности резервуара и может принимать значения от 0 до L.Knowing the distribution t (l) of the temperature field over the tank, where the tank has a total surface length L, it is possible to determine the exact temperature deformation of the tank by its surface. Obviously, the variable l defines a specific point on the surface of the tank and can take values from 0 to L.

Figure 00000041
.
Figure 00000041
.

В дальнейшем это значение используют для определения объема паровой фазы Vп(tп) по формуле:In the future, this value is used to determine the volume of the vapor phase V p (t p ) by the formula:

Vп(tп)=VД_КОРРрез-Vж(tж).V p (t p ) = V D_CORR rez- V w (t w ).

Очевидно, что такой подход еще больше уменьшает погрешность, возникающую при вычислении объема паровой фазы, так как в нем используется более точное определение температур по поверхности резервуара.Obviously, this approach further reduces the error that arises when calculating the volume of the vapor phase, since it uses a more accurate determination of temperatures along the surface of the tank.

Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления изобретения, не выходящие за пределы сущности и объема данного изобретения.Embodiments are not limited to the embodiments described herein, those skilled in the art based on the information set forth in the description and knowledge of the prior art will appreciate other embodiments of the invention without departing from the spirit and scope of the present invention.

Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.The elements mentioned in the singular do not exclude the plurality of elements, unless specifically indicated otherwise.

Под функциональной связью элементов следует понимать связь, обеспечивающую корректное взаимодействие этих элементов друг с другом и реализацию той или иной функциональности элементов. Частными примерами функциональной связи может быть связь с возможностью обмена информацией, связь с возможностью передачи электрического тока, связь с возможностью передачи механического движения, связь с возможностью передачи света, звука, электромагнитных или механических колебаний и т.д. Конкретный вид функциональной связи определяется характером взаимодействия упомянутых элементов и, если не указано иное, обеспечивается широко известными средствами, используя широко известные в технике принципы.The functional connection of elements should be understood as a connection that ensures the correct interaction of these elements with each other and the implementation of one or another functionality of the elements. Particular examples of functional communication may be communication with the possibility of exchanging information, communication with the possibility of transmitting electric current, communication with the possibility of transmitting mechanical motion, communication with the possibility of transmitting light, sound, electromagnetic or mechanical vibrations, etc. The specific type of functional connection is determined by the nature of the interaction of the above elements and, unless otherwise indicated, is provided by well-known means using principles well known in the art.

Способы, раскрытые здесь, содержат один или несколько этапов или действий для достижения описанного способа. Этапы и/или действия способа могут заменять друг друга, не выходя за пределы объема формулы изобретения. Другими словами, если не определен конкретный порядок этапов или действий, порядок и/или использование конкретных этапов и/или действий может изменяться, не выходя за пределы объема формулы изобретения.The methods disclosed herein comprise one or more steps or actions to achieve the described method. The steps and / or actions of the method can replace each other without going beyond the scope of the claims. In other words, unless a specific order of steps or actions is defined, the order and / or use of specific steps and / or actions can be changed without departing from the scope of the claims.

В заявке не везде указано конкретное программное и аппаратное обеспечение для реализации блоков на чертежах, но специалисту в области техники должно быть понятно, что сущность изобретения не ограничена конкретной программной или аппаратной реализацией, и поэтому для осуществления изобретения могут быть использованы любые программные и аппаратные средства, известные в уровне техники. Так аппаратные средства могут быть реализованы в одной или нескольких специализированных интегральных схемах, цифровых сигнальных процессорах, устройствах цифровой обработки сигналов, программируемых логических устройствах, программируемых пользователем вентильных матрицах, процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, электронных устройствах, других электронных модулях, выполненных с возможностью осуществлять описанные в данном документе функции, компьютерах либо комбинации вышеозначенного.The application does not always indicate specific software and hardware for the implementation of the blocks in the drawings, but one skilled in the art should understand that the essence of the invention is not limited to a specific software or hardware implementation, and therefore, any software and hardware may be used to implement the invention, known in the art. So hardware can be implemented in one or more specialized integrated circuits, digital signal processors, digital signal processing devices, programmable logic devices, user programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, electronic devices, and other electronic modules configured to carry out the functions described in this document, computers or a combination of the above.

Хотя отдельно не упомянуто, но очевидно, что, когда речь идет о хранении данных, программ и т.п., подразумевается наличие машиночитаемого носителя данных, примеры машиночитаемых носителей данных включают в себя постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, регистр, кэш-память, полупроводниковые запоминающие устройства, магнитные носители, такие как внутренние жесткие диски и съемные диски, магнитооптические носители и оптические носители, такие как диски CD-ROM и цифровые универсальные диски (DVD), а также любые другие известные в уровне техники носители данных.Although not specifically mentioned, it is obvious that when it comes to storing data, programs, and the like, a computer-readable storage medium is meant, examples of computer-readable storage media include read-only memory, random-access memory, register, cache semiconductor storage devices, magnetic media such as internal hard drives and removable drives, magneto-optical media and optical media such as CD-ROMs and digital versatile disks (DVDs), as well as any other Gia known in the prior art storage media.

Несмотря на то что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкое изобретение и что данное изобретение не должно ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.Although exemplary embodiments have been described in detail and shown in the accompanying drawings, it should be understood that such embodiments are illustrative only and are not intended to limit the broader invention and that the invention should not be limited to the particular arrangements and structures shown and described, since various other modifications may be apparent to those skilled in the art.

Признаки, упомянутые в различных зависимых пунктах формулы, а также реализации, раскрытые в различных частях описания, могут быть скомбинированы с достижением полезных эффектов, даже если возможность такого комбинирования не раскрыта явно.The features mentioned in the various dependent claims, as well as the implementations disclosed in various parts of the description, can be combined to achieve beneficial effects, even if the possibility of such a combination is not explicitly disclosed.

В приведенном выше описании примеров термины направления (такие как "над", "верх", "ниже", "низ", "верхний", "нижний" и т.д.) используются для удобства. В общем, "над", "верхний", "вверх" и аналогичные термины связаны с направлением к земной поверхности.In the above description of examples, directional terms (such as “above,” “top,” “below,” “bottom,” “top,” “bottom,” etc.) are used for convenience. In general, “above,” “upper,” “up,” and similar terms refer to the direction toward the earth's surface.

Claims (4)

1. Способ учета сжиженных углеводородных газов (СУГ), хранимых в резервуаре, содержащий этапы, на которых:
- определяют компонентный состав СУГ с помощью средства хроматографического анализа;
- определяют молекулярные массы µ определенных компонентов с помощью блока обработки;
- измеряют значение плотности ρж жидкой фазы компонентов, входящих в состав СУГ, с помощью средства измерения плотности;
- определяют уровень Н раздела фаз СУГ в резервуаре с помощью средства измерения уровня раздела фаз;
- определяют температуру tж жидкой фазы СУГ и температуру tп паровой фазы СУГ в резервуаре с помощью датчиков температуры;
- измеряют значение плотности ρп паровой фазы компонентов, входящих в состав СУГ, с помощью средства измерения плотности или определяют плотность ρп паровой фазы компонентов, входящих в состав СУГ, по компонентному составу и значению температуры жидкой фазы СУГ в резервуаре с помощью блока обработки;
- определяют по значению уровня H раздела фаз СУГ в резервуаре соответствующее этому уровню значение объема Vж20 жидкой фазы СУГ в резервуаре на измеряемом уровне Н с использованием заранее известной градуировочной таблицы резервуара, составленной при температуре 20°С, при помощи блока обработки;
- вычисляют объем Vж(tж) жидкой фазы СУГ в резервуаре при температуре tж по формуле Vж(tж)=Vж20·[1+2·αст·(tж-20)] при помощи блока обработки,
где αст - температурный коэффициент линейного расширения материала стенки резервуара;
- определяют объем паровой фазы СУГ в резервуаре при определенной температуре tп паровой фазы СУГ как разность полной вместимости резервуара при упомянутой температуре и объема жидкой фазы СУГ в резервуаре при упомянутой температуре по формуле
Vп(tп)=VД20рез·[1+2·αст·(tп-20)]-Vж(tж),
где VД20рез - заранее известная действительная вместимость резервуара при температуре 20°С;
причем температуры жидкой tж и паровой tп фаз СУГ в резервуаре измеряют с помощью датчиков температуры, установленных на трех уровнях резервуара: верхнем, среднем и нижнем;
вычисляют массу Мж жидкой фазы СУГ как произведение объема Vж(tж) жидкой фазы в резервуаре на измеренное значение плотности ρж жидкой фазы СУГ,
вычисляют массу Мп паровой фазы СУГ как произведение объема Vп(tп), занимаемого паровой фазой СУГ в резервуаре, на измеренное или определенное значение плотности ρп паровой фазы СУГ,
определяют общую массу М0 СУГ в резервуаре посредством суммирования массы Мж жидкой фазы и массы Мп паровой фазы СУГ в резервуаре.
1. A method of accounting for liquefied petroleum gases (LHG) stored in a tank, comprising the steps of:
- determine the component composition of LPG using means of chromatographic analysis;
- determine the molecular mass µ of certain components using the processing unit;
- measuring the density ρ g of liquid phase components included in the LPG via density measurement means;
- determine the level H of the phase separation of LPG in the tank using a means of measuring the level of phase separation;
- determine the temperature t W of the liquid phase of the LPG and the temperature t p of the vapor phase of the LPG in the tank using temperature sensors;
- measure the density ρ p of the vapor phase of the components included in the LPG using a density measuring tool or determine the density ρ p of the vapor phase of the components included in the LPG by the composition and temperature of the liquid phase of the LPG in the tank using the processing unit;
- determine by the value of the H level of the LPG phase separation in the tank the corresponding value of the volume Vh20 of the LPG liquid phase in the tank corresponding to this level at the measured level H using the tank’s previously known calibration table compiled at a temperature of 20 ° C using the processing unit;
- calculate the volume V W (t W ) of the liquid phase of the LPG in the tank at a temperature t W according to the formula V W (t W ) = V W 20 · [1 + 2 · α St · (t W -20)] using the processing unit,
where α article is the temperature coefficient of linear expansion of the material of the tank wall;
- determine the volume of the vapor phase of the LPG in the tank at a certain temperature t p the vapor phase of the LPG as the difference in the total capacity of the tank at the mentioned temperature and the volume of the liquid phase of the LPG in the tank at the temperature by the formula
V p (t p ) = V D20 res · [1 + 2 · α st · (t p -20)] - V w (t w ),
where V D20 rez is the previously known actual tank capacity at a temperature of 20 ° C;
moreover, the temperature of the liquid t W and the steam t p phases of the LPG in the tank is measured using temperature sensors installed at three levels of the tank: upper, middle and lower;
calculate the mass M W of the LPG liquid phase as the product of the volume V W (t W ) of the liquid phase in the tank and the measured density ρ W of the LPG liquid phase,
calculate the mass M p of the vapor phase of the LPG as the product of the volume V p (t p ) occupied by the vapor phase of the LPG in the tank by the measured or determined density ρ p of the vapor phase of the LPG,
determine the total mass M 0 LPG in the tank by summing the mass M W of the liquid phase and the mass M p of the vapor phase LPG in the tank.
2. Способ по п. 1, в котором при вычислении объема жидкой фазы дополнительно учитывают поправку на температурное расширение материала средства измерений уровня раздела фаз СУГ в резервуаре.2. The method according to p. 1, in which when calculating the volume of the liquid phase, the correction for the thermal expansion of the material of the means for measuring the level of phase separation of the LPG in the tank is additionally taken into account. 3. Способ по п. 1, в котором
а) если уровень жидкой фазы СУГ равен верхнему уровню, tж и tп вычисляют следующим образом:
Figure 00000001
,
tп=tв,
где tсу - температура, измеренная на уровне, соответствующем середине высоты резервуара,
tв - температура, измеренная на верхнем уровне,
tн - температура, измеренная на нижнем уровне,
б) если уровень жидкой фазы СУГ в резервуаре меньше верхнего уровня, но больше или равен половине внутреннего диаметра горизонтального резервуара, tж и tп вычисляют следующим образом
Figure 00000002
,
tп=tв,
в) если уровень СУГ в резервуаре меньше половины внутреннего диаметра горизонтального резервуара, но больше или равен нижнему уровню, tж и tп вычисляют следующим образом
tж=tн,
Figure 00000003
,
г) если уровень жидкой фазы СУГ в резервуаре меньше нижнего уровня, tж и tп вычисляют следующим образом
tж=tн,
Figure 00000004
.
3. The method according to p. 1, in which
a) if the level of the liquid phase of the LPG is equal to the upper level, t W and t p calculated as follows:
Figure 00000001
,
t p = t in
where t su is the temperature measured at a level corresponding to the middle of the height of the tank,
t in - temperature measured at the upper level,
t n - temperature measured at the lower level,
b) if the level of the liquid phase of the LPG in the tank is less than the upper level, but greater than or equal to half the inner diameter of the horizontal tank, t W and t p calculated as follows
Figure 00000002
,
t p = t in
c) if the level of LPG in the tank is less than half the internal diameter of the horizontal tank, but greater than or equal to the lower level, t W and t p calculated as follows
t W = t n
Figure 00000003
,
g) if the level of the liquid phase of the LPG in the tank is less than the lower level, t W and t p calculated as follows
t W = t n
Figure 00000004
.
4. Способ по п. 1, в котором
вычисляют плотность ρп паровой фазы СУГ по формуле
Figure 00000042
,
где Р - давление, измеренное датчиком,
R - газовая постоянная,
Z - фактор сжимаемости,
причем фактор сжимаемости Z является известной функцией приведенного давления Рпр и приведенной температуры Tпр
Figure 00000043

где Рпр - приведенное давление, которое вычисляется как отношение давления Р к известному для конкретных компонентов СУГ критическому давлению Ркр; Tпр - приведенная температура, которая вычисляется как отношение абсолютной температуры Т СУГ к известной для конкретных компонентов СУГ критической температуре Ткр.
4. The method according to p. 1, in which
calculate the density ρ p of the vapor phase of the LPG according to the formula
Figure 00000042
,
where P is the pressure measured by the sensor,
R is the gas constant
Z is the compressibility factor,
wherein the compressibility factor Z is a known function of the reduced pressure P ol and the reduced temperature T ol
Figure 00000043

where P CR - the reduced pressure, which is calculated as the ratio of the pressure P to the critical pressure P cr known for specific LPG components; T CR - the reduced temperature, which is calculated as the ratio of the absolute temperature T LPG to the critical temperature T cr known for specific components of LPG.
RU2015148678/28A 2015-11-12 2015-11-12 Method for metering liquefied hydrocarbon gases during storage in tanks RU2605530C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148678/28A RU2605530C1 (en) 2015-11-12 2015-11-12 Method for metering liquefied hydrocarbon gases during storage in tanks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015148678/28A RU2605530C1 (en) 2015-11-12 2015-11-12 Method for metering liquefied hydrocarbon gases during storage in tanks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2605530C1 true RU2605530C1 (en) 2016-12-20

Family

ID=58697432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015148678/28A RU2605530C1 (en) 2015-11-12 2015-11-12 Method for metering liquefied hydrocarbon gases during storage in tanks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2605530C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114777011A (en) * 2022-04-20 2022-07-22 中国石油化工股份有限公司 Multifunctional fair metering system and metering method based on LNG tank car

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2277200C2 (en) * 2004-08-12 2006-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-коммерческая фирма "Техсинтез" Station for filling with liquefied hydrocarbon gases
RU2361181C1 (en) * 2007-12-20 2009-07-10 Закрытое акционерное общество "НТФ НОВИНТЕХ" Method of measuring mass of fuel liquefied hydrocarbon gases in reservoir
RU2454661C2 (en) * 2010-07-05 2012-06-27 Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" Method of predicting shelf life of hydrocarbon fuel in storage facilities
CN202748106U (en) * 2012-08-02 2013-02-20 中国石油天然气股份有限公司 Liquid level magnetostriction double-floater liquid level meter for liquid storage tank

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2277200C2 (en) * 2004-08-12 2006-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-коммерческая фирма "Техсинтез" Station for filling with liquefied hydrocarbon gases
RU2361181C1 (en) * 2007-12-20 2009-07-10 Закрытое акционерное общество "НТФ НОВИНТЕХ" Method of measuring mass of fuel liquefied hydrocarbon gases in reservoir
RU2454661C2 (en) * 2010-07-05 2012-06-27 Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" Method of predicting shelf life of hydrocarbon fuel in storage facilities
CN202748106U (en) * 2012-08-02 2013-02-20 中国石油天然气股份有限公司 Liquid level magnetostriction double-floater liquid level meter for liquid storage tank

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114777011A (en) * 2022-04-20 2022-07-22 中国石油化工股份有限公司 Multifunctional fair metering system and metering method based on LNG tank car

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2761260B1 (en) Apparatus and method for volume and mass estimation of a multiphase fluid stored at cryogenic temperatures
US6857313B2 (en) Self-calibrating capacitance gauge
EA017667B1 (en) Method and equipment for determining the interface between two or more fluid phases
US3933030A (en) System for continuous monitoring of the density of cryogenic liquids via dielectric constant measurements
RU2605530C1 (en) Method for metering liquefied hydrocarbon gases during storage in tanks
RU164123U1 (en) DEVICE FOR ACCOUNTING LIQUID HYDROCARBON GASES WHEN RECEPTING IN AND TAKING OUT OF THE TANK
RU170698U1 (en) DEVICE FOR ACCOUNTING LIQUID HYDROCARBON GASES WHEN STORING IN TANKS
RU164122U1 (en) DEVICE FOR ACCOUNTING LIQUID HYDROCARBON GASES WHEN STORING IN TANKS
RU170699U1 (en) DEVICE FOR ACCOUNTING LIQUID HYDROCARBON GASES WHEN RECEPTING IN AND TAKING OUT OF THE TANK
Filippov et al. Two-phase cryogenic flow meters: Part II–How to realize the two-phase pressure drop method
US10371678B2 (en) Method and measuring apparatus for determining gas properties by correlation
Nein et al. Experimental and analytical studies of cryogenic propellant tank pressurant requirements
RU2361181C1 (en) Method of measuring mass of fuel liquefied hydrocarbon gases in reservoir
US20150036715A1 (en) Method for Determining A Volume Thermal Expansion Coefficient of A Liquid
Kutovoy et al. Experimental determination of the compressibility factor of natural gas: methods and results
Vennix Low temperature volumetric properties and the development of an equation of state for methane
RU2352906C1 (en) Device for measurement of fuel condensed hydrocarbonic gases mass in reservoir
RU2625255C1 (en) Method of determining the amount of high-pressure gas released to receiver user
EP4107492A1 (en) Coriolis meter apparatus and methods for the characterization of multiphase fluids
RU2506545C1 (en) Method to determine mass of liquefied hydrocarbon gas in reservoir
Mileto On the estimation of the volumes of some Urartian pithoi
Schwieger et al. Ultrasound Measurement as a Tool for in Situ Determination of Filling Degree Under Extreme Conditions
Benkova et al. Primary standard and traceability chain for microflow of liquids
Isayev et al. Development of a universal automatic system and algorithm for calibrating oil tanks
Turkowski et al. Metrology for Pipelines Transporting Gaseous and Liquid Fuels

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201113