API 18.2建议改进了关卡检测

安全标准的更新要求有能力的仪器来解决安全性和准确性问题。

通过莉迪亚•米勒 9月30日

金钱和商品在双方之间易手的情况通常由第三方监管,以确保交易准确进行和记录。当炼油厂或管道公司购买原油时,井口的保管权转移受美国石油学会API MPMS第18.2章标准的监管,以确保双方理解并接受交易。

在2016年之前,API MPMS第18.1章:卡车从租赁油罐收集原油的测量程序中描述了从井口转移期间测量和评估石油的方法。该标准于1990年发布,并被广泛认可为这种类型的监护权转移的可接受方法。API MPMS,第18.1章在2016年被API MPMS,第18.2章:使用替代测量方法从租赁罐中保管原油,这是现在公认的标准,比其前身有重大进步。在它发布的时候,API发布了这样的解释:

API全球工业服务副总裁Lisa Salley表示:“API制定的行业标准支持零事故的行业目标。“该标准是一个很好的例子,说明当行业、监管机构和所有关键利益相关者共同努力,实现提高行业运营安全的共同目标时,可以做些什么。该标准使工作人员可以在不打开油罐舱口的情况下从租赁油罐中测量原油,从而保护他们免受潜在危险的蒸汽和气体的影响。”

新标准仍然允许保留旧的做法,但它提供了使用更好的方法的机制,能够使石油体积测量更准确,输送石油的过程更安全。

老式的方法

根据API MPMS第18.1章,频繁交付的大型生产基地可以配备租赁自动托管转移(LACT)滑块。LACT使用复杂的流量计来测量输送的油量以及其他参数,如密度,但对于较小的场地和体积来说并不经济。API MPMS手册第18.1章规定的手动操作方法适用于任何地方,包括没有任何仪表的井口。所有的测量方法都可以由接收卡车司机使用一套简单的手动工具从油箱顶部进行读数。以下是步骤:

  1. 卡车司机爬到油箱顶部,打开一个小偷舱口,放下一个带浮子的卷尺来确定油位。第一次测量称为开口测量,并建立基线测量。
  2. 下一步是降低温度计或温度传感器来读取用于支持密度计算的油温。根据油的深度,由于潜在的温度分层,应该在三个深度进行多达三个读数。密度计算使用三个读数的平均值。
  3. 一个收集器被放入以捕获样本。比重可以用经温度校正的比重计测量。一些样品进入离心机进行“研磨”,以确定有多少水和固体物质混合在一起。单个样品的测量值适用于整个批次。
  4. 如果司机对油的质量感到满意,就可以将油注入卡车。当转移结束时,司机用胶带进行第二次液位测量(关闭压力表),根据油箱的尺寸计算转移的体积。

所有必要的设备都是从一个工地搬到另一个工地,没有什么是自动化的。一切都必须写下来或手动输入电脑。准确测量的能力完全取决于每个司机使用卷尺的技巧和技巧,这带来了巨大的变化。美国土地管理局(U.S. Bureau of Land Management)报告称,典型的手动水槽测量不确定性范围为0.6%至2.5%。使用1.5%的不确定性中间值,并将其应用于日产600桶石油,销售价格为55美元/桶的井,这可能会导致每年18万美元的差异。

另一个潜在的问题是储水罐的积水。如果生产分离器工作不正常或发生故障,水会被分流到油箱中,反之亦然。如果没有发现这个问题,水箱里的油会用运水车送出去。如果采油司机没有意识到发生了什么,水就会随着油一起转移。使用卷尺从罐顶手动测量液位无法确定油水界面在罐内的位置。

这个过程中最危险的方面是当司机打开小偷舱门时可能发生的事情。目前还不清楚有多少司机受到了从油箱中喷出的不受欢迎的碳氢化合物烟雾或有毒硫化氢的冲击。幸运的人可能只是头晕、昏厥、头痛或恶心。其他人就没这么幸运了。在2010年至2014年期间,美国国家职业安全与健康研究所(National Institute for Occupational Safety and Health)发现,有9名工人在手动储罐测量和取样作业中丧生。正如前面提到的,这个令人心碎的事实是API MPMS开发的关键驱动力之一,第18.2章。

使用替代方法

API MPMS第18.2章中的新测量方法包括在拖车区、卡车区或过渡区执行许多相关的转移测量,而不是全部在油罐区进行。这使得测量者可以留在地面上,远离许多有害的蒸汽。在输送过程中可以连续监测温度,并且可以随时从储油罐到卡车的输油管道中采集用于“研磨”和密度评估的样品。

传输的体积可以用两种方法中的一种来测量。首先,可以使用流量计,而不需要实现一个完整的LACT滑橇。API MPMS有章节涵盖了用于此目的的各种流量计技术。第二,仍然使用开口和关闭量规测量,但测量使用液位计而不是手动测量。选择最合适的水平仪成为一个关键问题。应用程序调用几个关键功能:

  • 高精度,高分辨率连续测量从上到下
  • 一个简单的机制,需要最少的维护
  • 检测和定位油水界面的能力。

用一种技术满足这三个要求可以迅速缩小研究范围:从顶部安装的雷达仪器不仅最大限度地减少了对坦克的机械改装,而且它们没有活动部件。这种方法是理想的,因为它提供了所需的精度和分辨率。API MPMS第18.1章要求连续三次手动读数一致在0.25英寸以内。正确的雷达液位计可以提供可靠的读数,精度优于±0.125英寸,满足第一和第二要求。

第三个要求是最难满足的,因为除了导波雷达(GWR)(图1),很少有技术能够探测和测量油水界面的位置。磁致伸缩液位计可以设置来捕获界面测量,但有效的操作取决于一致的液体密度和浮子的自由运动。如果油中的焦油或其他物质积聚在杆上,它会干扰运动,读数的可靠性将会丧失。除了浮动冻结在一个位置之外,没有办法从读取数据中判断这是否发生。

GWR探测器也可能累积,但它需要大量的材料来干扰读数。此外,回声曲线的性质可以被监测,以表明材料是否正在积累,从而采取适当的维护措施。此外,如果两层液体之间存在乳液层而不是一个确定的界面,磁致伸缩器件将始终漂浮在乳液层中的某一点上。如果作业者依靠这种测量方法进行分离,那么一些被识别为油的物质将是油和水的乳液。另一方面,雷达不能很好地测量乳化液,这表明分离不完全。

自动数据收集

在没有LACT滑块的情况下,API MPMS(第18.1章)中托管转移的手动操作并不适合自动数据收集。准确的记录取决于司机是否一丝不苟,要么把数字清晰地写下来,要么把它们无误地输入笔记本电脑或平板电脑。API MPMS,第18.2章,是专门开发的,允许替代许多人工测量方法,额外允许在更危险的储罐区域外进行测量。

使用GWR液位计以及温度变送器和其他电子仪器,可以将读数直接连接到数据收集平台,极大地降低了出错的可能性。此外,使用GWR进行液位测量,而不是基于浮动的技术,可以提高测量的可靠性,并有助于监测分离。越来越多的WirelessHART仪器的可用性使得这更容易实现,因为这些仪器不需要有线基础设施来传输电力或数据。根据API MPMS,第18.2章,执行传输操作所需的所有仪器都可作为电池供电的无线设备,包括GWR液位计(图2)。有线仪器也可用于执行所有必要的任务。

这些因素协同工作,可以产生更高水平的准确性和可靠性,同时避免潜在的致命安全问题。API MPMS,第18.2章,展示了用户如何将这些技术应用到工作中,以安全和可重复的方式产生所需的结果,并减少现场劳动的要求。

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作者简介:Lydia Miller是艾默生自动化解决方案公司的产品经理,主要从事罗斯蒙特液位产品的工作,重点是雷达和超声波仪器以及液位开关。她于2011年加入公司,在过程工业和暖通空调应用的空对空能量回收方面有额外的工作经验。Lydia拥有明尼苏达大学的机械工程和英语学士学位。