Tiêu chuẩn TCVN 12039-3:2017 Hệ thống đo dầu mỏ

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12039-3:2017

HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ - BỘ ĐO - PHẦN 3: HỆ THỐNG ỐNG ĐO

Guidelines for petroleum measurement - Metering assemblies - Part 3: Pipeline metering systems

Lời nói đầu

TCVN 12039-3:2017 được xây dựng trên cơ sở tham khảo API 6.6:2006 Manual of petroleum measurement standard - Chapter 6: Metering assemblies - Section 6: Pipeline metering systems (API 6.6 Tiêu chuẩn đo dầu mỏ - Bộ đo - Hệ thống ống đo).

TCVN 12039-3:2017 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 30 Đo lưu lượng lưu chất trong ống dẫn kín biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 12039 Hướng dẫn đo dầu mỏ - Bộ đo gồm các tiêu chuẩn sau:

TCVN 12039-1:2017, Phần 1: Hệ thống giao-nhận tự động (LACT)

TCVN 12039-2:2017, Phần 2: Hệ thống đo nhiên liệu hàng không

TCVN 12039-3:2017, Phần 3: Hệ thống ống đo

Lời giới thiệu

Ba đặc tính chính của một đường ống ảnh hưởng đến việc lựa chọn loại thiết bị đo phù hợp nhất là:

a. Chi phí cố định cao, dẫn đến mong muốn hoạt động liên tục

b. Công suất tức là thể tích lớn và lưu lượng cao

c. Kỳ vọng hoạt động hiệu quả và độ chính xác tối đa trong phép đo lưu lượng của hệ thống.

Lợi ích của phép đo động lớn hơn phép đo tĩnh đối với các phép đo dầu trong đường ống nêu trong TCVN 10955-3:2016.

Tiêu chuẩn này đề cập đến các hydrocarbon lỏng (dầu thô, các chất ngưng tụ, các sản phẩm tinh chế và hỗn hợp hydrocarbon). Không bao gồm chất lỏng hai pha)

Tiêu chuẩn này đưa ra các hướng dẫn có ích liên quan đến việc lắp đặt thiết bị đo hydrocarbon lỏng có áp suất hơi cao như hỗn hợp etan propan, propen .v.v..; tuy nhiên, có thể yêu cầu bổ sung các biện pháp đề phòng đặc biệt.

HƯỚNG DẪN ĐO DẦU MỎ - BỘ ĐO - PHẦN 3: HỆ THỐNG ỐNG ĐO

Guideline for petroleum measurement - Metering assemblies- Part 3: Pipeline metering systems

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra các hướng dẫn để lựa chọn kiểu và cỡ đồng hồ được sử dụng để đo dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ (dầu thô, các chất ngưng tụ, các sản phẩm tinh chế và hỗn hợp hydrocacbon).

Tiêu chuẩn này cũng đưa ra các yêu cầu đối với thiết bị, dụng cụ đi kèm và các phương pháp kiểm chứng đồng hồ.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 10955-1:2015: Hướng dẫn đo dầu mỏ-Đo hydrocacbon lỏng - Phần 1: Đồng hồ thể tích

TCVN 10955-2:2015 Hướng dẫn đo dầu mỏ - Đo hydrocacbon lỏng - Phần 2: Đồng hồ tuabin

TCVN 10955-3:2016 Hướng dẫn đo dầu mỏ - Đo hydrocacbon lỏng - Phần 3: Xem xét chung đối với phép đo bằng đồng hồ

TCVN 10955-4:2017 Hướng dẫn đo dầu mỏ - Đo hydrocacbon lỏng - Phần 4: Thiết bị đi kèm đồng hồ đo chất lỏng

API Manual of petroleum measurement standards - Chapter 4 Proving systems (API Chương 4 Hệ thống kiểm chứng)

API Manual of petroleum measurement standards - Chapter 4.3 Small volume prover (API 4.3 Chuẩn thể tích)

API Manual of petroleum measurement standards - Chapter 5.5 Fidelity and security of flow measurement pulsed -data transmission system (API 5.5 Độ chính xác và bảo mật của hệ thống truyền xung dữ liệu đo lưu lượng)

API Manual of petroleum measurement standards - Chapter 8 Sampling (API Chương 8 Lấy mẫu)

API Manual of petroleum measurement standards - Chapter 12.2 Calculation of liquid petroleum quantities measured by turbine or displacement meters (API 12.2 Tính toán khối lượng dầu mỏ đo được bằng đồng hồ thể tích và tuabin)

API Manual of petroleum measurement standards - Chapter 13.2 Statistical evaluation of meter proving data (API 13.2 Đánh giá thống kê dữ liệu thử nghiệm đồng hồ đo)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

3.1

Trạm đo (metering station)

Nơi thực hiện các phép đo giao - nhận bằng một hoặc nhiều đồng hồ.

4  Thiết kế trạm đo

4.1  Lựa chọn loại đồng hồ

4.1.1  Yêu cầu chung

Đồng hồ thể tích và đồng hồ tuabin là các loại đồng hồ được sử dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng đường ống, nhưng cũng có thể sử dụng đồng hồ đo khác nếu đáp ứng được mục đích dự định.

Lựa chọn đồng hồ đo được nêu trong TCVN 10955-3:2016. Nói chung, đồng hồ tuabin thường được dùng hơn đối với các ứng dụng lưu lượng lớn và chất lỏng có độ nhớt thấp. Trong ứng dụng áp suất cao, vốn và chi phí lắp đặt đồng hồ tuabin có thể ít hơn. Tuy nhiên, trong dầu thô, có hàm lượng sáp hoặc có vật liệu dạng xơ có thể làm hạn chế việc sử dụng đồng hồ tuabin. Khi sử dụng đồng hồ thể tích, chi phí bảo dưỡng là đáng kể khi ứng dụng chất lỏng có độ nhớt thấp hoặc có đặc tính ăn mòn. Chi phí bảo dưỡng đồng hồ tuabin thường là thấp, nhưng để duy trì áp suất ngược đủ để đảm bảo độ chính xác có thể dẫn tới chi phí cao hơn.

Trước khi lựa chọn đồng hồ, người thiết kế hệ thống đo phải nắm được:

a) Đặc tính vật lý và hóa học của chất lỏng:

- Độ nhớt, tính nhờn và điểm chảy

- Tỷ trọng (tỷ trọng API)

- Ăn mòn, mài mòn, có xơ, sáp, hoặc các tạp chất khác

- Áp suất hơi

b) Phạm vi lưu lượng và áp suất

c) Phạm vi nhiệt độ chất lỏng và nhiệt độ môi trường sẽ gặp phải

d) Thời gian hoạt động (liên tục hoặc gián đoạn)

e) Vị trí của trạm đo và điều khiển tại chỗ hoặc từ xa, giám sát hoặc không giám sát.

4.1.2  Độ nhớt

Độ tuyến tính của đồng hồ thể tích tốt hơn khi độ nhớt của chất lỏng đo tăng lên. Do đó sẽ giảm độ trôi trong đồng hồ.

Đồng hồ tuabin thường hoạt động với phạm vi tuyến tính rộng hơn ở độ nhớt thấp.

Đồng hồ tuabin thường được lựa chọn để sử dụng với các sản phẩm tinh chế, có độ nhớt thấp như propan, gasoline, dầu diesel v.v.. vì tuổi thọ của chúng dài hơn, phạm vi hoạt động rộng hơn, độ chính xác bằng hoặc cao hơn so với đồng hồ thể tích với các loại sản phẩm trên.

4.1.3  Tỷ trọng

Phạm vi hoạt động của đồng hồ thể tích thường không bị ảnh hưởng bởi tỷ trọng của chất lỏng đo. Trong khi với đồng hồ tuabin, phạm vi tuyến tính của đồng hồ có xu hướng thay đổi theo tỷ trọng. Nói chung, phạm vi lưu lượng thông thường của đồng hồ tuabin thay đổi đến phạm vi cao hơn khi tỷ trọng giảm. Ngược lại, đối với các chất lỏng có tỷ trọng cao, tổn hao áp qua đồng hồ tăng nhanh hơn khi lưu lượng tăng.

4.1.4  Chất ăn mòn, mài mòn và tạp chất

Chất rắn ăn mòn, axit hoặc kiềm và một số muối là những chất ngoại lai điển hình trong dầu mỏ mà có thể gây hại đến đồng hồ và hoạt động của đồng hồ. Nếu dùng đồng hồ thể tích cho dầu mỏ chứa tương đối lớn các chất mài mòn hoặc ăn mòn thì nhà sản xuất phải tư vấn về vật liệu dùng để thiết kế đồng hồ.

Nếu nhiễm một lượng nhỏ hạt mài mòn và ăn mòn thì ít ảnh hưởng đến tuổi thọ và hoạt động của đồng hồ tuabin vì các chất rắn ở dạng lơ lửng huyền phù nên không bị gián đoạn khi qua đồng hồ. Nhiễm chất ăn mòn không ảnh hưởng rõ rệt, đặc biệt là đồng hồ tuabin bằng thép không gỉ. Mặt khác, đồng hồ thể tích bị ảnh hưởng nhiều bởi các hạt mài mòn vì khoảng cách gần của các bộ phận chuyển động và vì các vật liệu chế tạo có thể bị ảnh hưởng bởi các hóa chất phản ứng. Ngược lại, vật liệu dạng xơ, cỏ dại và sáp, đôi khi có trong dầu thô, có ảnh hưởng rất nhỏ đối với đồng hồ thể tích. Tuy nhiên, những chất nhiễm bẩn này có khuynh hướng kẹt trên cánh roto và bộ phận nắn dòng của đồng hồ tuabin và ảnh hưởng đến hoạt động của chúng.

4.1.5  Áp suất hơi

Áp suất hơi của chất lỏng được đo là một hệ số để xác định phạm vi áp suất yêu cầu cho đồng hồ và đường ống. Áp suất hơi cũng có mối liên hệ với loại thiết bị kiểm soát áp suất và các van cần thiết để duy trì pha lỏng và đo chính xác.

4.1.6  Lưu lượng

Đồng hồ được lựa chọn phải có khả năng đáp ứng với lưu lượng tối đa và tối thiểu kỳ vọng. Đồng hồ thể tích thường hoạt động liên tục được ở 75% công suất trên nhãn của nhà sản xuất, nếu chất lỏng có tính nhờn hợp lý. Công suất của đồng hồ thể tích giảm xuống còn dưới 40% công suất trên nhãn cho các chất lỏng có độ trơn kém như butan hoặc propan. Đồng hồ tuabin có thể hoạt động đúng công suất trên nhãn và cao hơn, nhưng hao hụt áp suất tăng theo lưu lượng thì chi phí năng lượng có thể là một yếu tố để lựa chọn cỡ đồng hồ phù hợp nhất.

Để đạt độ chính xác tối ưu, yêu cầu đồng hồ thể tích hoạt động ở trên 20% công suất tối đa trên nhãn. Đồng hồ tuabin phụ thuộc vào đặc tính chất lỏng, để đạt độ chính xác tối ưu, yêu cầu hoạt động ở trên 40% công suất tối đa trên nhãn.

4.1.7  Nhiệt độ

Khi đường ống hoạt động ở phạm vi nhiệt độ môi trường, không cần xem xét đặc biệt về nhiệt độ trong việc lựa chọn đồng hồ đo hoặc lắp đặt. Tuy nhiên, nếu có thể dự đoán nhiệt độ bất thường, chẳng hạn như là nhiệt độ cao mà có thể yêu cầu xử lý chất lỏng có điểm chảy cao thì tham khảo ý kiến nhà sản xuất đồng hồ trước khi lựa chọn đồng hồ. Ngoài ra, đối với dung dịch hydrocacbon nóng có thể yêu cầu cách nhiệt và/hoặc theo dõi nhiệt đối với ống góp và bộ phận tiếp xúc của bể chứa hoặc ống cấp cho đồng hồ.

Trong điều kiện thời tiết lạnh, cần phải bảo vệ các thiết bị kèm theo của đồng hồ (như là bộ đếm và máy in) bằng cách lắp tấm che chịu nhiệt trên đồng hồ để tránh làm hỏng thiết bị kèm theo, việc đề phòng này cần thiết hơn khi sử dụng thiết bị điện tử. Sự thay đổi nhiệt độ dung dịch hydrocarbon làm thay đổi độ nhớt của nó. Lần lượt, thay đổi này dẫn đến một độ trôi của hệ số đồng hồ và một độ trôi có thể trong phạm vi hoạt động bình thường.

4.1.8  Hoạt động liên tục hoặc gián đoạn

Cả đồng hồ thể tích và tuabin đều được thiết kế để hoạt động liên tục hoặc gián đoạn. Tuy nhiên, đối với các hoạt động liên tục, cần phải bố trí một số phương pháp dự phòng hoặc thay thế để duy trì phép đo thông thường (xem 4.2).

4.1.9  Vị trí

Đồng hồ thể tích có bộ ghi cơ khí phù hợp với hệ thống công suất nhỏ và các vị trí xa. Đồng hồ này không yêu cầu thiết bị điện tử và cấp điện liên tục để cung cấp số đọc đại lượng đo như đồng hồ tuabin.

4.2  Lựa chọn cỡ đồng hồ

4.2.1  Đồng hồ thể tích

Nếu một hệ thống đo mới được lắp đặt, lựa chọn cỡ của đồng hồ thể tích như sau:

a) Xác định lưu lượng tối đa và tối thiểu kỳ vọng.

b) Nếu dòng trong đường ống không thể ngắt được thì lắp một đồng hồ dự phòng để có thể đo liên tục ở tốc độ bình thường nếu đồng hồ chính bị hỏng.

c) Xác định cỡ mỗi đồng hồ thể tích để nó có thể hoạt động bình thường ở 75% công suất tối đa.

Trong hầu hết các trường hợp, khi sử dụng bình chuẩn, cần phải có ít nhất hai đồng hồ mắc song song vì lưu lượng từ đồng hồ kiểm chứng phải được dừng ngay lập tức trước và sau khi kiểm chứng. Ngắt dòng trong đường ống có thể không khả thi để đạt được yêu cầu này, trừ trường hợp hệ thống giao - nhận nhỏ.

Lựa chọn cuối cùng là phụ thuộc tính năng kỳ vọng, không gian có sẵn, kích cỡ và chi phí (công suất và vận hành) của đồng hồ, chuẩn, các van đi kèm, đường ống và các thiết bị kèm theo.

4.2.2  Đồng hồ tuabin

Lựa chọn cỡ đồng hồ tuabin cần phải xem xét chi tiết hơn so với đồng hồ thể tích vì tính năng của nó thường bị ảnh hưởng bởi tỷ trọng và độ nhớt của chất lỏng. Đồng hồ tuabin có xu hướng được lựa chọn cho các trạm đo vận hành ở lưu lượng cao và độ nhớt thấp.

Vật liệu dạng xơ và chất ngoại lai có xu hướng bị giữ lại trên đồng hồ tuabin. Do đó, cần có một đồng hồ dự phòng có thể cùng quay với đồng hồ đang hoạt động để loại bỏ vật liệu dạng xơ và chất ngoại lai trước khi đồng hồ hoạt động trở lại. Khi không thể ngắt dòng, cần có đồng hồ thay thế để có thể tháo dỡ, kiểm tra và làm sạch đồng hồ bị nhiễm bẩn. Trong dịch vụ cung cấp dầu thô có thể có một hệ thống phun ngược cho phép dòng chảy ngược trong một thời gian ngắn để loại bỏ vật liệu bị mắc trên cánh tuabin.

Khi xác định được cỡ và số lượng đồng hồ cần thiết để đáp ứng yêu cầu của trạm đo lưu lượng thì phải xem xét đến độ nhớt và tỷ trọng chất lỏng. Khi độ nhớt tăng, trong phạm vi lưu lượng đó, độ tuyến tính của đồng hồ giảm đến mức chấp nhận được, do đó cần có đồng hồ công suất lớn hơn để đáp ứng lưu lượng cụ thể. Khi tỷ trọng chất lỏng giảm, khoảng tuyến tính của đường tính năng dịch chuyển theo hướng lưu lượng cao hơn, nghĩa là, một chất lỏng có tỷ trọng khoảng 0,5 có thể có ảnh hưởng trên phạm vi lưu lượng của đồng hồ một hệ số gấp 1,5 lần công suất tối đa trên nhãn mà không có sự sụt áp đáng kể.

Vì tính năng của đồng hồ tuabin có khuynh hướng tốt hơn khi cỡ tăng, cần thận trọng trước khi lựa chọn kích thước nhỏ hơn, đặc biệt cho dịch vụ dầu thô. Do đó, không thể cung cấp một công thức đơn giản để xác định số lượng đồng hồ cho một ứng dụng cụ thể. Nhà sản xuất cần được tư vấn cho các ứng dụng cụ thể.

4.3  Dụng cụ và thiết bị kèm theo

Dụng cụ và thiết bị kèm theo cho đồng hồ nêu trong TCVN 10955-4:2017. Ngoài ra còn:

4.3.1  Lưới lọc và bộ lọc

Lưới lọc và bộ lọc tích hợp vào ống đo không sử dụng để làm sạch dòng chảy để cải thiện chất lượng mà chỉ được sử dụng để loại bỏ các chất rắn có thể gây hư hại đến đồng hồ hoặc làm tăng độ không đảm bảo đo.

Đồng hồ đo có thể được bảo vệ riêng lẻ hoặc theo một dãy. Với đồng hồ thể tích, lưới lọc có thể được lắp ngay phía dòng vào đồng hồ. Với các đồng hồ tuabin, cần xem xét đến dòng xoáy. Ống đo và một bộ lọc hoặc lưới lọc cần lắp sâu vào phía dòng vào đồng hồ.

Lưới lọc cần được trang bị lồng để bảo vệ (thường sử dụng lưới số 4 là phù hợp) cánh quạt của đồng hồ và chuẩn tránh được hư hại do chất ngoại lai, chất lắng đọng và nước. Sử dụng lưới lọc quá mịn có thể giảm hiệu quả của bộ lọc có thể làm tăng sự tích lũy cặn làm tăng sụt áp quá mức lên lưới lọc. Điều này có thể dẫn đến hỏng lồng bảo vệ hoặc tổn thất chất lỏng. Cả hai trường hợp này ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Do đó, thường xuyên theo dõi chênh áp trên lồng bảo vệ bằng một hệ thống cảnh báo hoặc phương tiện phù hợp khác.

4.3.2  Bộ cắt nước và bộ giám sát nước

Bộ cắt nước và bộ giám sát nước thường chỉ sử dụng trong thu nhận dầu thô và hệ thống tiếp nhiên liệu máy bay. Bộ giám sát đôi khi được sử dụng ở đầu đường ống khi hút dầu thô từ bể chứa hoặc từ bình chứa nhiên liệu máy bay và khi ngăn nước chảy vào hệ thống.

Trong hệ thống thu nhận, bộ giám sát nước được lắp phía dòng vào đồng hồ để ngăn nước tự động đi vào đường ống khi hàm lượng nước vượt quá giá trị cài đặt.

4.3.3  Van áp suất ngược

Van áp suất ngược phải lắp phía dòng ra của đồng hồ nếu lực cản phía dòng ra không đủ để duy trì áp suất đủ cao lên hệ thống để tránh sự bốc hơi chất lỏng ở mọi điều kiện hoạt động. Trong tất cả các hệ thống, áp suất ngược thích hợp phải được duy trì để đảm bảo phép đo chính xác. Đối với đồng hồ tuabin, áp suất ngược tối thiểu cần gấp đôi sụt áp qua đồng hồ đo ở lưu lượng tối đa cộng thêm 1,25 lần áp suất hơi tuyệt đối của chất lỏng ở nhiệt độ hoạt động tối đa (xem TCVN 10955-2:2015).

Nguyên tắc tương đối này thay đổi theo ứng dụng cụ thể. Ví dụ, đồng hồ tuabin thông thường yêu cầu áp suất ngược cao hơn so với đồng hồ thể tích tương đương (theo công suất trên nhãn) vì đường dòng của đồng hồ tuabin làm tăng vận tốc và làm giảm áp suất tĩnh có thể gây ra hiện tượng bốc hơi hoặc thoát khí và tạo bọt. Mặc dù áp suất ngược là một yêu cầu quan trọng đối với việc đo lường, nhưng áp suất ngược quá cao có thể dẫn đến chi phí điện năng quá cao. Van áp suất ngược cần được thiết kế an toàn, chặn được dòng khi áp suất giảm và cho chất lỏng chảy qua khi áp suất chất lỏng tăng lên. Van kiểm soát dòng có thể là van kép như van áp suất ngược khi nó đặt phía dòng ra đồng hồ.

4.3.4  Van điều chỉnh lưu lượng

Khi cần giới hạn lưu lượng qua đường ống, thì lắp van điều khiển bằng tay hoặc tự động phía dòng ra của đồng hồ để sự bốc hơi xảy ra trong van không ảnh hưởng đến phép đo. Tuy nhiên, sự sắp xếp như vậy có thể kéo theo áp suất trong và xung quanh ống đo sẽ đòi hỏi áp suất cao hơn một hoặc nhiều mức. Trong trường hợp đồng hồ thể tích, tình trạng này sẽ làm tăng đáng kể chi phí đồng hồ, bộ lọc, lưới lọc và các phụ kiện khác được sử dụng. Trong trường hợp đồng hồ tuabin, chi phí bổ sung cho mức áp suất cao hơn có thể sẽ thấp hơn, nhưng chi phí cho thiết bị kèm theo lại cao.

Nếu vì lý do chi phí, van điều chỉnh lưu lượng phải được lắp phía dòng vào đồng hồ thì việc lắp van nên càng xa phía dòng vào càng tốt. Trong trường hợp đồng hồ tuabin, van điều chỉnh cần lắp tại khoảng cách bằng ít nhất 50 lần đường kính ống phía dòng vào đồng hồ. Nếu tác động của van kiểm soát gây ra sự bốc hơi thì hơi phải được loại bỏ khỏi dòng trước khi qua đồng hồ. Việc lắp đặt van áp suất ngược phía dòng ra đồng hồ vẫn có thể yêu cầu để duy trì áp suất lên đồng hồ (xem 4.3.3)

4.3.5  Bộ loại khí

Bộ loại khí (thiết bị khử khí) cần được lắp phía dòng vào đồng hồ nếu khí hoặc hơi có thể đi vào đồng hồ và có thể gây ảnh hưởng xấu đến phép đo. Tuy nhiên, trong hầu hết các lắp đặt, lối vào của khí có thể được ngăn chặn hiệu quả hơn bằng các hệ thống cảm biến khí tự động so với cách loại bỏ khi nó đã vào dòng chảy. Điều này đặc biệt đúng với dịch vụ dầu thô.

Bộ khử khí hoạt động bằng cách giảm vận tốc dòng thông qua sự tăng tiết diện. Nguyên lý này cho phép các khí nhẹ hơn thoát ra nếu độ nhớt không quá lớn làm chậm hoặc ngừng quá trình. Một dãy các vách ngăn giúp hỗ trợ trong việc lọc tách. Khi không khí, khí hoặc hơi tích tụ, một van phao sẽ mở và cho phép thoát ra.

Trong một đường ống đo, nếu áp suất chân không (cột ấp âm) tồn tại, cần lắp một van kiểm soát vào đường thông hơi để tránh khí bị hút ngược vào bộ khử khí. Cũng nên lắp một hoặc vài van tháo hơi tại điểm trên cao trong ống góp để xả hết khí sau khi bảo dưỡng hoặc xả đáy.

4.3.6  Bộ ổn định dòng

Đường ống đo sử dụng đồng hồ tuabin phải có một bộ phận ổn định dòng lắp phía dòng vào và một bộ phận thu dòng lắp phía dòng ra mỗi đồng hồ. Xem TCVN 10955-2 mô tả đầy đủ sắp xếp và chi tiết ảnh hưởng của cấu hình đường ống đến xoáy. Ổn định dòng thường không yêu cầu lắp đặt khi sử dụng đồng hồ thể tích.

4.3.7  Bộ đếm của đồng hồ thể tích

Thông thường, một bộ đếm tổng kiểu cơ khí, số đếm nhỏ, chống cài đặt lại, cùng với thanh ghi, sử dụng với đồng hồ thể tích để chỉ thị kết quả đo. Ngoài ra, đồng hồ cũng có thể bao gồm bộ đếm tổng chống cài đặt lại, số đếm lớn, đặt lại được, kiểu cơ khí, có thanh ghi (đơn vị tính bằng mét khối) để sử dụng khi kiểm chứng. Phần nhỏ nhất của số tăng được hiển thị trên bộ đếm số đếm lớn phụ thuộc vào cỡ của chuẩn được sử dụng.

Bộ đếm số đếm lớn, cài đặt lại được có thể được sử dụng ở bất kỳ nơi nào, nó chỉ thị thể tích dầu được đo là số đọc theo bộ đếm chống cài đặt lại. Bộ đếm số đếm lớn có thể thích hợp với một công tắc điều khiển mà có thể được sử dụng để ghi từ xa hoặc phát hiện các lỗi của đồng hồ. Công tắc này cần được vận hành phù hợp với bộ đếm chống cài đặt lại. Cần có một thiết bị truyền phát xung độ phân giải cao và bộ đếm kiểm chứng độ phân giải cao khi kiểm chứng một đồng hồ thể tích bằng ống chuẩn (xem API Chương 4 để biết thêm chi tiết).

4.3.8  Bộ đếm của đồng hồ tuabin

Đồng hồ tuabin thường được kết nối với một bộ đếm tổng chống cài đặt lại để đọc các đơn vị trên mỗi đồng hồ và để hiển thị kết quả đo được. Các bộ đếm bổ sung, như là các bộ đếm chuẩn hoặc bộ đếm thực, có thể được bổ sung khi nhu cầu phát sinh mà không ảnh hưởng đến tính năng của đồng hồ. Một bộ đếm kiểm chứng xung độ phân giải cao riêng biệt được chặn bằng một công tác đầu dò của chuẩn được yêu cầu để kiểm chứng đồng hồ tuabin (xem TCVN 10955-4:2017 để biết thông tin về bộ đếm và API 5.5 để biết thêm thông tin về hệ thống truyền dẫn xung điện tử).

4.3.9  Máy in phiếu

Máy in cơ và máy in điện tử là hai loại phổ biến nhất.

Máy in cơ thường được sử dụng với đồng hồ thể tích vì chúng có thể ghép với trục đầu ra của đồng hồ và không yêu cầu nguồn điện bên ngoài. Máy in cơ cũng có thể sử dụng với đồng hồ tuabin, nhưng trong cách sắp xếp này, các xung được tạo ra bởi động cơ dẫn động đồng hồ điều khiển thanh ghi và máy in.

Máy in điện tử hoặc máy in cơ điện từ có thể được sử dụng với cả hai loại đồng hồ nhưng yêu cầu tín hiệu điện tạo ra từ đồng hồ đo, để nối điện tử với máy in. Máy in điện tử thường phù hợp với đồng hồ tuabin trực tiếp tạo ra tín hiệu điện. Chúng cũng được sử dụng cho bộ đếm tổng của đồng đồ hoặc cho bộ đọc từ xa. Mặc dù yêu cầu phải có nguồn cấp ngoài nhưng máy in điện tử có ưu điểm là giảm thiểu mômen trên đầu ra của đồng hồ (xem TCVN 10955-4:2017 để biết thêm chi tiết). Cả thanh ghi và máy in đều có thể được sử dụng để dễ dàng xoay từ mẻ này đến mẻ khác bằng tay hoặc tự động. Kết hợp nhiều xung đồng hồ, thiết bị bù nhiệt và các thiết bị tương tự khác được nêu trong TCVN 10955-4:2017. Cần lưu ý đặc biệt đến việc lắp đặt các hệ thống điện tử để đảm bảo các xung ngoại lai không được ghi lại. Cần thiết phải có dây dẫn có vỏ bảo vệ, thiết bị nối đất.

4.4  Lấy mẫu

Vì các vận chuyển đường ống được đo trong các mẻ hoặc toa cấp liệu có thể có sự khác nhau đáng kể về tính chất chất lỏng (độ nhớt và tỷ trọng), phân lớp dòng chảy phải được lấy mẫu để tách các mẻ để kiểm chứng đồng hồ và gán hệ số đồng hồ cho mỗi mẻ. Các khía cạnh khác của việc lấy mẫu (ví dụ, để xác định chất lượng dầu thô) đòi hỏi phải lấy mẫu đại diện bằng phương pháp lấy mẫu tỉ lệ nêu trong API Chương 8.

4.5  Kiểm chứng

Đường ống đo phải có một chuẩn cố định kết nối với chuẩn di động hoặc đồng hồ chuẩn kiểm chứng. Xem API Chương 4 về bố trí kiểm chứng và bốn phương pháp kiểm chứng tiêu chuẩn bằng ống chuẩn thông thường, chuẩn thể tích nhỏ, bình chuẩn hoặc đồng hồ chuẩn. Xem API 12.2 về phương pháp chuẩn tính toán lượng dầu mỏ và xác định hệ số đồng hồ.

4.6  Bố trí trạm đo điển hình

Hình 1 minh họa lắp đặt đồng hồ thể tích. Hình 2 đồ minh họa lắp đặt đồng hồ tuabin.

5  Vận hành trạm đo

Người vận hành trạm đo phải biết loại chất lỏng đo, kiểu và cỡ đồng hồ đo và hệ thống kiểm chứng được cung cấp, phạm vi giá trị giới hạn biến đổi cơ bản, độ nhớt, áp suất, nhiệt độ và tỷ trọng chất lỏng. Xem TCVN 10955 về tính năng, vận hành và bảo dưỡng đồng hồ đo.

6  Tính năng đồng hồ

6.1  Thể tích chuẩn thực

Phép đo giao nhận chất lỏng hydrocarbon được thực hiện để xác định số lượng làm cơ sở cho các giao dịch thương mại. Con số này thường được thể hiện nhiều nhất dưới dạng thể tích tiêu chuẩn thực. Thể tích tiêu chuẩn thực là thể tích đã được hiệu chính đối với hệ số đồng hồ, đối với ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất lên cả chất lỏng và thép của chuẩn dùng để xác định hệ số đồng hồ và đối với hàm lượng chất lắng đọng và nước, nếu có.

Các phương pháp chuẩn để tính toán thể tích cơ bản của chuẩn, hệ số đồng hồ và một phiếu đo lường nêu chi tiết trong API 12.2.

6.2  Kiểm chứng đồng hồ

Xem API Chương 4 và TCVN 10955 để biết các hướng dẫn về kiểm chứng đồng hồ.

Trong hệ thống đường ống đo, cần xem xét bổ sung để kiểm chứng đồng hồ mỗi lần khi có sự thay đổi sản phẩm qua bộ phận đo. Các xem xét khác có thể bao gồm thay đổi lưu lượng, nhiệt độ hoặc áp suất mà gây ra sự thay đổi có thể đo được trong hệ số đồng hồ.

CHÚ DẪN:

1. Van giảm áp bằng tay hoặc tự động, nếu cần

2. Bộ lọc, lưới lọc và hoặc thiết bị loại hơi (nếu cần) cho mỗi đồng hồ hoặc cả trạm đo.

3. Đồng hồ thể tích

4. Thiết bị đo nhiệt độ

5. Thiết bị đo áp suất

6. Van điều chỉnh, nếu cần

7. Van điều khiển, nếu cần

8. Van ngắt dương, van khóa kép, và van bịt

9. Van điều khiển dòng, nếu cần

10. Van khóa, nếu cần

11. Thiết bị tạo chênh áp, nếu cần

12. Lấy mẫu, tỷ lệ thuận với dòng chảy.

CHÚ THÍCH: Sơ đồ đơn giản này chỉ ra các thành phần chính cho trạm điển hình nhưng không nhằm chỉ ra các vị trí thích hợp. Tất cả các phần của đường có thể bị khóa giữa các van để dự phòng giảm áp (tốt hơn là không lắp đặt giữa đồng hồ và chuẩn).

Hình 1 - Sơ đồ sắp xếp trạm đo với ba đồng hồ thể tích

CHÚ DẪN:

1. Van khóa, nếu cần

2. Thiết bị tạo chênh áp, nếu cần

3. Bộ lọc, lưới lọc và hoặc thiết bị khử hơi (nếu cần) cho mỗi đồng hồ hoặc cả trạm.

4. Bộ nắn dòng

5. Đồng hồ tuabin

6. Đường ống thông (ống thẳng)

7. Thiết bị đo áp suất

8. Thiết bị đo nhiệt độ

9. Van ngắt dương, van khóa kép, vả van bịt

10. Van điều khiển dòng, nếu cần

11. Van khóa, nếu cần

12. Lấy mẫu, tỉ lệ thuận với dòng chảy.

CHÚ THÍCH: Sơ đồ đơn giản này chỉ ra các thành phần chính cho trạm điển hình nhưng không nhằm chỉ ra các vị trí thích hợp. Tất cả các phần của đường có thể bị khóa giữa các van để dự phòng giảm áp (tốt hơn là không lắp đặt giữa đồng hồ và chuẩn)

Hình 2 - Sơ đồ sắp xếp trạm đo với hai đồng hồ tuabin.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1]  API Chương 1, Thuật ngữ

[2]  API 4.2, Chuẩn thể tích

[3]  API 4.4, Bình chuẩn

[4]  API 4.6, Nội suy xung

[5]  API 4.8, Vận hành các hệ thống kiểm chứng

[6]  API 4.9, Các phương pháp hiệu chuẩn các chuẩn thể tích và bình chuẩn

[7]  API Chương 7, Xác định nhiệt độ

[8]  API Chương 11, Dữ liệu các thuộc tính vật lý

[9]  API Chương 12, Tính toán các đại lượng dầu mỏ

[10]  API Chương 13, Các khía cạnh thống kê của phép đo và lấy mẫu.

[11]  NIST SP 250-72, Dịch vụ hiệu chuẩn thể tích chất lỏng của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Mỹ