Акустическая диагностика остатков нефтепродуктов в накопительных резервуарах

• Автор: Колыхалин, Виталий Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ 1. Структура и организация работ нефтяных терминалов
Северо-Запада РФ
1.1. Общая структура СП ЗАО «Петербургский нефтяной терминал»
1.2. Существующие методы оценки массы нефтепродуктов в накопительных и передвижных емкостях
1.3. Влияние внешних и технологических условий на оценку объема нефтепродуктов
1.4. Особенности выгрузки остатка нефтепродуктов из железнодорожных
цистерн
Выводы
РАЗДЕЛ 2. Исследование статистического модели акустической
диагностики при оценке объема нефтепродуктов в стационарных
резервуарах
2.1. Обоснование статистической модели измерений объема нефтепродуктов в резервуарах
2.2. Особенности измерений объема нефтепродуктов с использованием статистической модели
2.3. О возможности акустической диагностики по одномерной нормализации формулы Ф.Морза
2.4. Разработка системы дистанционной мониторизации объема нефтепродуктов и шлама в стационарных резервуарах
Выводы
РАЗДЕЛ 3. Импеданснап модель анализа остатка нефтепродуктов
3.1. Возможности использования импедансной модели на границе раздела воздуха и нефтепродукта в замкнутых объемах
3.2. Прогнозирование объема нефтепродуктов на основе импедансной модели

3.3. Влияние температурных инверсий на результаты диагностики
3.4. Исследование звукового поля на собственных частотах модели
Выводы
РАЗДЕЛ 4. Волновая оценка объема нефтепродукта в резервуарах
4.1. Анализ звукового поля методом акустического моделирования в области
низких частот
4.2. Влияние размещения источников звука (шума) на звуковое поле в цистерне
4.3. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов
исследования в модели и реальном объекте
4.4. Практическая реализация волнового подхода с использованием устройства верхнего размыва остатка нефтепродуктов в
железнодорожной цистерне
Выводы
Заключение
Библиографический список использованной литературы Приложение: 1. Акты испытаний

ВВЕДЕНИЕ
С возросшим в последние годы объемом перевозки нефтепродуктов через морские и речные порты РФ возросло количество специализированных нефтяных терминалов, ориентированных на выгрузку различных марок нефтепродуктов (в том числе мазута) из железнодорожных цистерн и погрузку на танкеры. Хранение нефтепродуктов осуществляется в стационарных резервуарах, а для их отгрузки терминалы располагают универсальными причалами для приема нефтеналивных судов. Подтоварные и льяльные нефтесодержащие воды принимаются в буферные резервуары очистных сооружений и проходят тщательную очистку - реагентную напорную флотацию, промежуточную фильтрацию, адсорбцию на активных углях и сбрасывается в акваторию. При накопления предельного объема шлама в буферных резервуарах очистных сооружений, когда поверхность пароподогревателей покрывается им полностью, теплообмен (а значит и разделение по фракциям) практически прекращается. Возможно также перекрытие выходного отверстия трубопровода осветленной воды, т.е. остановка приема нефтесодержащих вод, а значит и производственной деятельности очистных сооружений терминала. При этом сложность формы шлама, переменная плотность, требования к герметичности резервуара являются основными особенностями, исключающими применение известных методов оценки его объема.
При существующей тенденции увеличения экспорта нефтепродуктов с одновременным ростом стоимости важной проблемой является необходимость гарантировать грузополучателям и грузоотправителям стабильность приема и отгрузки нефтепродуктов независимо от погодных условий. Комплексное решение следующих задач существенно повысило бы экономический потенциал нефтеперевалочных объектов: повсеместное
повышения точности технического контроля (точнее - диагностики) объема (массы) нефтепродуктов с различной плотностью и шлама в накопительных и

объема твердого остатка. Обычный визуальный контроль в этом случае приводит к значительным затратам времени и не обеспечивает необходимой точности.
Звуковое поле в железнодорожной цистерне формируется двумя форсунками гидромонитора, противоположно направленными к торцам цистерны и находящимися в жидкой среде. Форсунки гидромонитора через слой нефтепродукта возбуждают колебания его поверхности, стальной оболочки, демпферного устройства колесных пар цистерны.
Наличие смотрового люка приводит к тому, что изменение внутреннего статистического давления в резервуаре не происходит одновременно с изменением внешнего давления.
Действительно, при имеющемся в цистерне отверстий площадью Б масса воздуха ш5, вытекающего через него при понижении внешнего давления Рвш по сравнению с внутренним Рвн, будет [12]:
Щ=Р№ (1.26)
где Г- время реверберации;
- скорость вытекания воздуха через отверстие.
Скорость может быть определена по формуле Бернулли:
&, = ]2-Р"~Ре*-= (1.27)
у Ра V А)
Из закона Бойля-Мариотта для идеального газа при постоянной температуре имеем
—Рвн!Рвш, (1.28)
где V -удельный объем воздуха, занимаемый единицей массы воздуха.
При понижении давления удельный объем увеличивается на величину
Ду= V,—у2 = у(Д„/Дш—1), (1.29)
приращения которой приводит к вытеканию из помещения объемом массы воздуха ш5=У/Ау.
Учитывая предыдущие уравнения, получим для времени выравнивания давлений соотношение