RU2742672C1 - Способ измерения углеводородных газов при сбросе через запорно-регулирующую арматуру на установках нефтегазоперерабатывающих предприятий - Google Patents
Способ измерения углеводородных газов при сбросе через запорно-регулирующую арматуру на установках нефтегазоперерабатывающих предприятий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2742672C1 RU2742672C1 RU2020124722A RU2020124722A RU2742672C1 RU 2742672 C1 RU2742672 C1 RU 2742672C1 RU 2020124722 A RU2020124722 A RU 2020124722A RU 2020124722 A RU2020124722 A RU 2020124722A RU 2742672 C1 RU2742672 C1 RU 2742672C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shut
- gas
- valve
- control valves
- discharged
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/22—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow by variable-area meters, e.g. rotameters
- G01F1/26—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow by variable-area meters, e.g. rotameters of the valve type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам измерения массы газа. В способе при сбросе газов через запорно-регулирующую арматуру в факельный коллектор определяют диаметр проходного сечения вентиля, при фиксированном отрезке времени от начала до конца сброса газа измеряют избыточное давление и плотность газа в емкости и производят последующий расчет площади проходного сечения вентиля, массового расхода и массы сброшенного газа, дополнительно измеряют степень открытия запорного элемента арматуры по высоте поднятия штока или углу поворота рукоятки управления, измеряют давление в факельном коллекторе, определяют по математическим зависимостям площадь проходного сечения арматуры, определяют по графическим зависимостям коэффициент местного сопротивления по типу запорно-регулирующей арматуры и соответствующей степени открытия запорного элемента, вычисляют массу углеводородного газа Mуг при сбросе через запорно-регулирующую арматуру по формуле:
где ζ - коэффициент местного сопротивления запорно-регулирующей арматуры; Fпс - площадь проходного сечения запорно-регулирующей арматуры, м2; 
- время от начала до конца сброса углеводородных газов, ч; Pуг - давление углеводородного газа в трубопроводе перед арматурой при сбросе, кгс/см2; Pф - давление газа в факельном коллекторе, кгс/см2; ρ - плотность сбрасываемого углеводородного газа, кг/м3. Технический результат - повышение точности измерения массы углеводородных газов при сбросе в факельный коллектор, а также расширение практической применимости способа для технологических установок нефтегазоперерабатывающих предприятий в случаях использования других типов запорно-регулирующей арматуры (дроссель, кран, шибер, задвижка, клапан) при сбросах углеводородных газов в факельный коллектор с полным или частичным открытием запорного элемента арматуры. 6 ил., 1 табл.
Description
Заявляемое изобретение относится к способам измерения массы газа и распространяется на запорно-регулирующую арматуру (дроссели, краны, клапаны, задвижки, шиберы и др.) технологических установок нефтегазоперерабатывающих предприятий при измерении, прошедшей через неё, массы углеводородных газов, при контролируемом сбросе газов в факельный коллектор.
Одной из наиболее актуальных задач, решаемых на предприятиях нефтепереработки, является управление потерями на всех этапах движения сырья и продукции. Управление потерями невозможно без идентификации и измерения технологических потерь, возникающих в процессе нефтепереработки. В настоящее время на нефтеперерабатывающих предприятиях не все материальные потоки углеводородных газов оснащены средствами измерения и узлами учета, в связи с этим возникла необходимость создания способа измерения массы углеводородных газов, сбрасываемых через запорно-регулирующую арматуру, обладающего простотой и достаточной точностью измерения.
За прототип принят способ измерения массы газа, сбрасываемого через запорно-регулирующую арматуру – вентиль, заключающийся в определении диаметра проходного сечения вентиля, измерении избыточного давления и плотности газа в емкости, определении площади проходного сечения вентиля, массового расхода и массы сброшенного газа по формулам (1-3):
где Fкв – площадь проходного сечения вентиля, м2;
π – безразмерный коэффициент, равен 3,14;
dкв – диаметр проходного сечения вентиля, м.
где Gкв – массовый расход газа, истекающего через вентиль, кг/с;
ζкв – коэффициент местного сопротивления вентиля, равен 13,6;
PM – избыточное давление газа в резервуаре, Па;
ρ – плотность газа, истекающего через вентиль, кг/м3.
где 
– время открытия вентиля с выпуском паровой фазы газа, с;
Mкв – масса потерь паровой фазы газа, кг.
[Гордеева Р.П., Крылов Е.В., Лисицына О.Н. «Методика определения технологических потерь сжиженных углеводородных газов на газонаполнительных станциях, газонаполнительных пунктах и автогазозаправочных станциях» утверждена приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 24 декабря 2003 г. N 504. – С.: Три А, 2004, с 9 - 13].
Решаемой технической проблемой является необходимость расчета массы углеводородного газа, сбрасываемого через вентиль и запорно- регулирующей арматуру других типов (дроссели, краны, клапаны, задвижки, шиберы) при их неполном открытии, а также при сбросе в факельную линию при наличии избыточного давления в нем.
Указанный в прототипе способ подходит для определения массы углеводородных газов при их сбросе в атмосферу через полностью открытый вентиль контроля уровня железнодорожной цистерны для перевозки сжиженных углеводородных газов, но не решает указанную выше техническую проблему.
Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения массы углеводородных газов при сбросе в факельный коллектор.
Другим техническим результатом является расширение практической применимости способа для технологических установок нефтегазоперерабатывающих предприятий в случаях использования других типов запорно-регулирующей арматуры (дроссель, кран, шибер, задвижка, клапан) при сбросах углеводородных газов в факельный коллектор с полным или частичным открытием запорного элемента арматуры.
Технический результат достигается тем, что определяют диаметр проходного сечения вентиля, фиксируют отрезок времени от начала до конца сброса газа, измеряют избыточное давление и плотность газа в емкости и затем рассчитывают площадь проходного сечения вентиля, массовый расход и массу сброшенного газа. Отличается тем, что дополнительно измеряют степень открытия запорного элемента арматуры по высоте поднятия штока или углу поворота рукоятки управления, измеряют давление в факельном коллекторе, определяют по математическим зависимостям площадь проходного сечения арматуры, определяют по графическим зависимостям коэффициент местного сопротивления по типу запорно- регулирующей арматуры и соответствующей степени открытия запорного элемента, вычисляют массу углеводородного газа Mуг при сбросе через запорно-регулирующую арматуру по формуле:
где ζ – коэффициент местного сопротивления запорно-регулирующей арматуры;
Fпс – площадь проходного сечения запорно-регулирующей арматуры, м2;
Pуг – давление углеводородного газа в трубопроводе перед арматурой при сбросе, кгс/см2;
Pф – давление газа в факельном коллекторе, кгс/см2;
ρ – плотность сбрасываемого углеводородного газа, кг/м3.
Вышеуказанная совокупность существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивает достижение всех заявленных технических результатов, так как при расчете массы углеводородного газа, прошедшего через арматуру, используются характеристики, зависящие от типа арматуры и степени открытия запорного элемента, а также учитывается влияние давления газа после арматуры.
Автором заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
На фиг. 1 показана графическая зависимость коэффициента местного сопротивления в диапазоне от 0 до 500 от степени открытия запорного элемента для клиновой задвижки;
на фиг. 2 – графическая зависимость коэффициента местного сопротивления в диапазоне от 0 до 25 от степени открытия запорного элемента для клиновой задвижки;
на фиг. 3 – графическая зависимость коэффициента местного сопротивления в диапазоне от 0 до 250 от степени открытия запорного элемента для клапана;
на фиг. 4 – графическая зависимость коэффициента местного сопротивления в диапазоне от 0 до 25 от степени открытия запорного элемента для клапана;
на фиг. 5 – графическая зависимость коэффициента местного сопротивления в диапазоне от 0 до 1000 от угла открытия запорного элемента для шаровых кранов и дросселей;
на фиг. 6 – графическая зависимость коэффициента местного сопротивления в диапазоне от 0 до 25 от угла открытия запорного элемента для шаровых кранов и дросселей;
на фиг. 7 – таблица с результатами эксперимента по оценке точности способа измерения массы газа сбрасываемого через арматуру.
Способ реализуется следующим образом:
1. При выполнении сброса углеводородного газа производят следующие действия:
- определяют минимальный внутренний диаметр проходного сечения запорно-регулирующей арматуры D;
- измеряют высоту подъема h или угол открытия запорного механизма запорно-регулирующей арматуры α;
- измеряют давление газа в факельном коллекторе Pф;
- измеряют давление углеводородного газа в трубопроводе перед арматурой при сбросе Pуг;
- отбирают объединённую пробу сбрасываемого газа;
- измеряют отрезок времени от начала до конца сброса углеводородных газов .
2. В лабораторных условиях определяют плотность газа хроматографическим методом ρ;
3. При обработке результатов измерения проводят следующие расчеты:
- определяют площадь проходного сечения запорно-регулирующей арматуры Fпс, которая соответствует высоте подъема h или углу открытия запорного механизма α по формулам (4-6):
а) для задвижек клиновых и шиберов:
где, D – минимальный внутренний диаметр проходного сечения запорно-регулирующей арматуры, м;
h – высота поднятия штока, м.
б) для клапанов и вентилей:
Fпс = 1,11(2hD − h2), м2 (5)
в) для шаровых кранов и дросселей:
где α – угол открытия запорного механизма запорно-регулирующей арматуры, градус.
Угол поворота запорного элемента шарового крана (рукоятки управления) α, отсчитывается от начального положения запорного элемента, когда арматура полностью перекрыта (0°), конечным положением запорного элемента будет полное открытие проходного сечения (90°). В расчет принимаются значения углов поворота больше 15°, так как при меньших углах поворота ручки шаровой кран (дроссель) остается закрытым.
Определяют коэффициент местного сопротивления запорно-регулирующей арматуры ζ, который соответствует высоте подъема или углу открытия запорного механизма, по графическим зависимостям на фиг. 1 – 6:
а) для задвижек клиновых и шиберов коэффициент местного сопротивления запорно-регулирующей арматуры ζ определяют по графическим зависимостям на фиг. 1 и фиг. 2;
б) для клапана коэффициент местного сопротивления запорно-регулирующей арматуры ζ определяют по графическим зависимостям на фиг. 3 и фиг. 4;
в) для шаровых кранов и дросселей коэффициент местного сопротивления запорно-регулирующей арматуры ζ определяют по графическим зависимостям на фиг. 5 и фиг. 6.
- вычисляют массу углеводородных газов Mуг при сбросе через запорно-регулирующую арматуру по формуле 7.
где, ζ – коэффициент местного сопротивления запорно-регулирующей арматуры;
Fпс – площадь проходного сечения запорно-регулирующей арматуры, м2;
Руг – давление углеводородного газа в трубопроводе перед арматурой при сбросе, кгс/см2;
Рф – давление газа в факельном коллекторе, кгс/см2;
ρ – плотность сбрасываемого углеводородного газа, кг/м3.
Для установления метрологических характеристик заявляемого способа произведена оценка показателей точности на стенде состоящего из баллона, с углеводородным газом, подключенного через редуктор к технологической линии, к которой в свою очередь подключены манометр давления, испытуемая арматура и латексный шар. Результаты эксперимента приведены в таблице на фиг. 7.
Анализ результатов эксперимента по оценке точности показал, что расчетный метод, заложенный в основу способа, позволяет определять массу сброшенных углеводородных газов через запорно-регулирующую арматуру со средней относительной погрешностью 3,39 %. Максимальное отклонение относительной погрешности не превышает 6%.
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ, при котором измеряют высоту подъёма (угол поворота) запорного элемента, а также давление газовой среды за запорным элементом и определяют фактическую площадь проходного сечения и коэффициент местного сопротивления арматуры.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование, широко распространенное в области измерительной техники.
Claims (8)
- Способ измерения массы углеводородных газов при сбросе через запорно-регулирующую арматуру на установках нефтегазоперерабатывающих предприятий, при контролируемом сбросе газов в факельный коллектор, включающий определение диаметра проходного сечения вентиля, фиксировании отрезка времени от начала до конца сброса газа, измерение избыточного давления и плотности газа в емкости и последующий расчет площади проходного сечения вентиля, массового расхода и массы сброшенного газа, отличающийся тем, что дополнительно измеряют степень открытия запорного элемента арматуры по высоте поднятия штока или углу поворота рукоятки управления, измеряют давление в факельном коллекторе, определяют по математическим зависимостям площадь проходного сечения арматуры, определяют по графическим зависимостям коэффициент местного сопротивления по типу запорно-регулирующей арматуры и соответствующей степени открытия запорного элемента, вычисляют массу углеводородного газа Mуг при сбросе через запорно-регулирующую арматуру по формуле:
-
- где- коэффициент местного сопротивления запорно-регулирующей арматуры;
- Fпс - площадь проходного сечения запорно-регулирующей арматуры, м2;
- τ - время от начала до конца сброса углеводородных газов, ч;
- Pуг - давление углеводородного газа в трубопроводе перед арматурой при сбросе, кгс/см2;
- Pф - давление газа в факельном коллекторе, кгс/см2;
- ρ - плотность сбрасываемого углеводородного газа, кг/м3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020124722A RU2742672C1 (ru) | 2020-07-24 | 2020-07-24 | Способ измерения углеводородных газов при сбросе через запорно-регулирующую арматуру на установках нефтегазоперерабатывающих предприятий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020124722A RU2742672C1 (ru) | 2020-07-24 | 2020-07-24 | Способ измерения углеводородных газов при сбросе через запорно-регулирующую арматуру на установках нефтегазоперерабатывающих предприятий |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2742672C1 true RU2742672C1 (ru) | 2021-02-09 |
Family
ID=74554430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020124722A RU2742672C1 (ru) | 2020-07-24 | 2020-07-24 | Способ измерения углеводородных газов при сбросе через запорно-регулирующую арматуру на установках нефтегазоперерабатывающих предприятий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2742672C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114904407A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-08-16 | 广州蓝仕威克医疗科技有限公司 | 一种氧气及二氧化碳气体的精确比例混合装置 |
| RU2791832C1 (ru) * | 2022-02-24 | 2023-03-13 | Рашид Ильдарович Шакуров | Способ измерения массы углеводородов нефти, содержащихся в воде, сброшенной через трубопроводную арматуру при дренировании резервуаров и емкостей нефтегазоперерабатывающих предприятий |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996015427A1 (en) * | 1994-11-09 | 1996-05-23 | Jon Steinar Gudmundsson | Method for determination of flow rate in a fluid |
| RU2299321C2 (ru) * | 2005-01-26 | 2007-05-20 | Леонид Степанович Милютин | Способ измерения дебита продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора и устройство для его осуществления "мера-охн" |
| RU132188U1 (ru) * | 2013-04-25 | 2013-09-10 | Научно-инженерный центр "ИНКОМСИСТЕМ" Закрытое акционерное общество | Установка для автоматизированного замера продуктов нефтяных скважин |
-
2020
- 2020-07-24 RU RU2020124722A patent/RU2742672C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996015427A1 (en) * | 1994-11-09 | 1996-05-23 | Jon Steinar Gudmundsson | Method for determination of flow rate in a fluid |
| RU2299321C2 (ru) * | 2005-01-26 | 2007-05-20 | Леонид Степанович Милютин | Способ измерения дебита продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора и устройство для его осуществления "мера-охн" |
| RU132188U1 (ru) * | 2013-04-25 | 2013-09-10 | Научно-инженерный центр "ИНКОМСИСТЕМ" Закрытое акционерное общество | Установка для автоматизированного замера продуктов нефтяных скважин |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Gordeeva R.P., Krylov E.V., Lisitsyna O.N. "Methodology for determining technological losses of liquefied hydrocarbon gases at gas-filling stations, gas-filling stations and gas-filling stations" approved by order of the Ministry of Energy of the Russian Federation of December 24, 2003 N 504. - С .: Tri A, 2004, pp. 9-13. * |
| Гордеева Р.П., Крылов Е.В., Лисицына О.Н. "Методика определения технологических потерь сжиженных углеводородных газов на газонаполнительных станциях, газонаполнительных пунктах и автогазозаправочных станциях" утверждена приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 24 декабря 2003 г. N 504. - С.: Три А, 2004, с 9 - 13. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2791832C1 (ru) * | 2022-02-24 | 2023-03-13 | Рашид Ильдарович Шакуров | Способ измерения массы углеводородов нефти, содержащихся в воде, сброшенной через трубопроводную арматуру при дренировании резервуаров и емкостей нефтегазоперерабатывающих предприятий |
| CN114904407A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-08-16 | 广州蓝仕威克医疗科技有限公司 | 一种氧气及二氧化碳气体的精确比例混合装置 |
| CN114904407B (zh) * | 2022-05-31 | 2023-05-26 | 广州蓝仕威克医疗科技有限公司 | 一种氧气及二氧化碳气体的精确比例混合装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2742672C1 (ru) | Способ измерения углеводородных газов при сбросе через запорно-регулирующую арматуру на установках нефтегазоперерабатывающих предприятий | |
| NO300437B1 (no) | Framgangsmåte for bestemmelse av strömningsrate i en fluidström, særlig en tofaseström | |
| CN105699068B (zh) | 安全阀性能测试及在线校验仪校验装置 | |
| Shamloo et al. | Leak detection in pipelines by inverse backward transient analysis | |
| RU2556482C2 (ru) | Способ контроля степени загидрачивания и технического состояния работающего газового оборудования | |
| JPS5827041A (ja) | パイプラインの漏洩検知方法 | |
| RU2791832C1 (ru) | Способ измерения массы углеводородов нефти, содержащихся в воде, сброшенной через трубопроводную арматуру при дренировании резервуаров и емкостей нефтегазоперерабатывающих предприятий | |
| CN108629094B (zh) | 一种基于速度积的压力容器裂纹缺陷安全裕度表征方法 | |
| CN113252421A (zh) | 一种测量天然气中微量碳同位素和重组分的装置及方法 | |
| RU2709034C1 (ru) | Способ определения расходной характеристики гидравлического тракта для области перехода от турбулентного к ламинарному режиму истечения | |
| CN208473800U (zh) | 发球筒装置 | |
| Li | Surge Phenomenon during Slow Valve Closures in Short Pipelines | |
| EP1634790B1 (de) | Dichtheitsprüfung der Hauptluftleitung eines Zuges | |
| US10830673B2 (en) | Servo-electric controlled auto sampler system | |
| CN112730152A (zh) | 一种测试岩心内二氧化碳与原油混相粘度的实验装置及方法 | |
| JPS59135345A (ja) | 非ニユ−トン流体のコンシステンシ−測定法 | |
| Zhu | Fracture-toughness (K, J) testing, evaluation, and standardization. | |
| Singer et al. | Corrosion assessment in Karan gas field development | |
| Jackson et al. | Room Temperature Gas Charging to Achieve Test Pressures at Temperature | |
| RU2548289C1 (ru) | Устройство для измерения дебита продукции нефтегазодобывающих скважин | |
| RU2270986C2 (ru) | Способ измерения количества газа (перетечки), протекающего через закрытый шаровой кран, и устройство для его осуществления | |
| Tajudina et al. | Experiment analysis and baseline hydraulic characterisation of HiPOR, a high pressure crude oil fouling rig | |
| RU2805287C1 (ru) | Способ определения интегральной утечки из замкнутого объема | |
| CN107741449B (zh) | 奥氏体不锈钢中马氏体体积分数的测试装置 | |
| Zhou et al. | Probing rate estimation methods for multiphase flow through surface chokes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210607 Effective date: 20210607 |