Анализ существующих методов измерений массы нефтепродуктов и нефти в железнодорожных цистернах

Введение

За последние десятилетие в России увеличился рост потребления нефтепродуктов, в реализации которых участвуют поставщики различных компаний. В цепи движения нефтепродуктов от производителя к потребителю может насчитываться до десятка различных компаний (нефтеперерабатывающий завод, нефтебаза, товарно-сырьевая биржа, автозаправочная станция и т.д.).

В этих условиях учет-это необходимое средство защиты интересов потребителя и государства,  а также защиты права собственников, при разрешении споров между поставщиком и потребителем о количестве нефтепродукта при товарно-учетных операциях (т.е. при коммерческом учете).

В настоящее время в связи с увеличением нефтедобычи, ростом экспорта и внутреннего потребления нефти и нефтепродуктов остро стоит вопрос о путях дальнейшего развития их транспортировки.

Цель работы- изучить и провести анализ существующих методов измерений массы нефтепродуктов и нефти в железнодорожных цистернах.

Рассмотреть способы по сливу – наливу нефтепродуктов.

Данная работа рассматривает анализ проблем и сложности связанные со способами  измерений нефти и нефтепродуктов при перевозке железнодорожным транспортом. Анализу нормативной и метрологической документации.



Метрологическое обеспечение коммерческого учета нефтепродуктов

Система нефтепродуктообеспечения представляет немаловажную роль в развитии нашей страны. Промышленность, транспорт, население, сельское и коммунальное хозяйство, никак не обходятся без нефтепродуктов – топлив, масел, смазок, растворителей и бензина. Их поставки потребителям осуществляется через широкую сеть нефтебаз и автозаправочных станций. 

Метрологическое обеспечение нефтебаз заключается в правильном применение необходимых средств измерений для выполнения технологических операций и для обеспечения количественного учета нефтепродуктов, а кроме того других необходимых измерений. 



1.1 Нефтебазы и их классификация

Для хранения нефти и нефтепродуктов используются специальные инфраструктурные комплексы — нефтебазы представленный на рисунке 1.1.

Нефтебаза - это сложная многофункциональная система с объектами различного производственно-хозяйственного назначения, выполняющая задачи надежного и качественного обеспечения потребителей народного хозяйства нефтью и нефтепродуктами, в необходимом количестве и ассортименте. Это самостоятельная структура, обеспечивающаянеобходимыми условиями приема, сохранением качества нефти и нефтепродуктов и снижением до минимальных потерь при хранении и отпуске.

Все нефтебазы делятся:

по назначению - перевалочные, перевалочно-распределительные, распределительные;

по транспортным связям - трубопроводные, железнодорожные, водные, автомобильные.

Перевалочные нефтебазы осуществляют прием, хранение и отгрузку нефти и нефтепродуктов распределительным нефтебазам и крупным потребителям.

Перевалочно-распределительные нефтебазы осуществляют прием, хранение, перевалку нефти и нефтепродуктов.

Распределительные нефтебазы осуществляют прием, хранение и отпуск нефтепродуктов потребителям.

Планировка нефтебазы должна предусматривать организацию наилучшего технологического процесса, создание удобной связи между объектами, рациональное и экономичное использование территории.

Расположение комплекса сооружений проектируемой нефтебазы выполняется, исходя из обеспечения противопожарных санитарно-гигиенических условий как на нефтебазе, так и в районе ее расположения с учетом особенностей местности.

Производственные зоны нефтебаз.

Размещение всех объектов, сооружений и установок на территории нефтебазы должно обеспечивать:

поточность движения нефтепродуктов и транспорта;

экономичность и надежность эксплуатации сооружений и оборудования;

пожарную безопасность;

минимальные затраты на строительство нефтебазы.

Для этого территория нефтебазы разбивается на шесть производственных зон:

I	- железнодорожного приема и отпуска нефтепродуктов;

II	- водного приема и отпуска нефтепродуктов;

III	- хранения нефтепродуктов в резервуарах;

IV	- оперативная, розничная зона;

V	- очистные сооружения.

VI	- подсобных зданий и сооружений;

VII	- административно-хозяйственных зданий и сооружений;

На участке железнодорожных операций размещаются:

железнодорожные пути для установки железнодорожных нефтеналивных маршрутов и отдельных партий вагонов-цистерн;

сливо-наливные эстакады для приема и отпуска нефтепродуктов;

сливные (нулевые) резервуары для приема темных нефтепродуктов и масел;

насосные станции для перекачки нефтепродуктов из вагонов цистерн в резервуарные парки нефтебаз и обратно, а также для внутри складских перекачек;

узлы задвижек для управления потоками нефтепродуктов, направляемых по трубопроводам к различным объектам нефтебазы;

лаборатория для проведения анализов нефтепродуктов;

помещение для отдыха сливщиков и наливщиков;

хранилища нефтепродуктов в таре;

железнодорожные погрузо-разгрузочные площадки для приема и отпуска нефтепродуктов в таре.

На участке водных операций размещаются:

нефтепричалы для швартовки нефтеналивных судов, часто оборудованные насосными установками для выкачки нефтепродуктов из барж;

насосные и узлы задвижек;

пункты грузовых операций;

лаборатории;

помещения для сливщиков и наливщиков.

На участке для хранения нефтепродуктов размещаются:

	резервуарные парки, являющиеся основными сооружениями нефтебазы, подразделяющиеся по роду хранимых нефтепродуктов на бензиновые, керосиновые, нефтяные, масляные, мазутные и т. д.;

	газосборники для улавливания паров нефтепродуктов и теплообменники;

	насосные, компрессорные и узлы задвижек.

Объекты первой, второй и третьей зон соединяются между собой сетью трубопроводов, обеспечивающих возможность перекачки нефтепродуктов при их приеме, хранении и отпуске.

В оперативной зоне розничного отпуска размещаются:

	автоэстакады и автоколонки для отпуска нефтепродуктов в автоцистерны;

	разливочные и расфасовочные для налива нефтепродуктов в бочки и бидоны;

	тарные склады для хранения расфасованных в бочки и бидоны нефтепродуктов;

	склады чистой и грязной тары;

	автомобильные весы для взвешивания автомашин с грузом и без груза;

	погрузочные площадки для автотранспорта;

	маслоосветлительные установки.

Зона розничного отпуска должна располагаться как можно ближе к въезду на нефтебазу.

На участке очистных сооружений размещаются:

	нефтеловушка для отделения нефти от воды;

	пруд-отстойник для сбора промышленных сбросов;

	насосная при нефтеловушке;

	 иловая площадка.

На участке подсобных зданий и сооружений размещаются:

	котельная, снабжающая нефтебазу паром для силовых установок (паровые насосы), технологических и хозяйственных нужд и отопления зданий;

	склад топлива для котельной;

	механическая мастерская с электросварочным и электроремонтнымотделениями;

	электростанции и трансформаторные подстанции для обеспечения электроэнергией силовых установок и осветительных нужд нефтебазы;

	материальный склад для хранения оборудования, запасных частей и разных материалов;

	резервуары для хранения противопожарного запаса воды;

	водонасосная станция, для снабжения нефтебазы водой и создания необходимого напора при пожарном водопотреблении;

	регенерационные установки для восстановления отработанных масел;

	диспетчерские пункты.

На административно-хозяйственном участке размещаются:

контора с проходной;

здание охраны;

пожарное депо;

гараж.

Нефтебазы не всегда имеют вышеперечисленный комплекс сооружений в полном составе. Разновидность сооружений зависит от типа нефтебаз, назначения и характера проводимых операций.

Схема разбивки территории нефтебазы на зоны представлены на рисунке 1.2.[].

1.2 Железнодорожный транспорт. Конструкция системы налива нефтепродуктов в железнодорожные цистерны

Железнодорожный транспорт — наиболее распространенный вид транспортировки грузов, осуществляемый в специальных стальных вагонах-цистернах. Транспортировка в таре и навалом составляет незначительную часть общих объемов перевозок. Железнодорожные вагоны-цистерны, грузоподъемность которых 50, 60 и 120 т, выполнены из листовой стали толщиной 8—11 мм. Налив нефтепродуктов в цистерну, как правило, выполняется сверху, а слив снизу. Все цистерны оборудованы смотровыми площадками, внутренними и наружными лестницами, нижними сливными приборами и иными необходимыми устройствами для надежной эксплуатации в пути следования и при сливно-наливных работах.

Достоинствами железнодорожного транспорта являются: 

1) возможность осуществления круглогодичных транспортировок; 

2) возможность одновременной транспортировки в одном составе (маршруте) различных грузов;

3) нефть и нефтепродукты могут быть доставлены в любую точку страны, имеющую железнодорожные пути;

4) скорость доставки грузов,по железнодорожным путям примерно в 2 раза выше, чем речным транспортом.

К недостаткам железнодорожного транспорта относятся: 

1) высокая стоимость прокладки железных дорог; 

2) увеличение загруженности существующих железных дорог и как следствие — возможные возникновения перебоев в перевозке других массовых грузов;

3) холостой пробег цистерн от потребителей нефтегрузов к их производителям.

Наиболее эффективно применение железнодорожных перевозок при транспортировке больших объемов грузов на дальние расстояния, а также в регионах с развитой сетью железных дорог.

Железнодорожные сливоналивные эстакады

Железнодорожной эстакадой, называют совокупность сооружений и устройств, обеспечивающих налив и слив продуктов из железнодорожных цистерн. Наливная железнодорожная эстакада служит для налива готовых нефтепродуктов из товарных резервуаров с помощью насосов в железнодорожные цистерны.  На нефтебазах и нефтеперерабатывающих заводах используют три вида, представленные на рисунке 1.3, сливно-наливных эстакад:

	обыкновенная стояковая;

	стояковая галерейного типа;

	с верхней площадкой [18]. 

В процессе налива наиболее трудоёмкой операцией является подсоединение наливного устройства к вагон-цистерне в начале и отсоединение после окончания налива, в связи с этим верхний налив получил наибольшее распространение, так как он поддается механизации и автоматизации.

Стояковые эстакады вызывают несколько неудобств, связанных с заправкой шлангов в люки, контролем уровня в цистернах и т. д., поэтому их используют в качестве временного сооружения. Два других типа эстакад отличаются дуг от друга схемой прокладки коллекторов: в первом случае коллектор укладывают на землю и налив осуществляют через стояки налива, а вовтором — коллектор укладывают выше цистерн и налив осуществляется через отводы. В двух вариантах управление наливом нефтепродуктов и контроль уровня в цистернах проводится сверху, что значительно облегчает работу операторов.

1.2.1 Железнодорожные наливные эстакады галерейного типа

Наливные устройства при наливе групп цистерн или маршрутов для ускорения всех операций и удобства обслуживании сооружают в виде галереи (друг за другом) и устанавливают на наливных эстакадах галерейного типа представленной на рисунке 1.4.

Эстакады могут быть комбинированными (для слива и налива), отдельно для слива и отдельно для налива. Для перехода с цистерны на эстакаду устраивают переходные мостики. Остальное оборудование на эстакадах устанавливают в зависимости от вида наливаемых нефтепродуктов. Управление наливными операциями, как правило, ведется с площадки эстакады. 

Наливные стояки устанавливают друг от друга с технологическим шагом 4м, что позволяет соединять их с любой цистерной без расцепки вагонов.  Наливное устройство, обеспечивающее своевременный и качественный налив нефтепродуктов, должно удовлетворять следующим требованиям: обладать минимальной погрешностью налива, не допускать переливов, быть герметичным, чтобы течь нефтепродуктов не загрязняла вагон-цистерны, что в основном зависит от плотности соединения всех частей оборудования.

1.2.2 Автоматизированные системы тактового налива маршрутов вагон-цистерн

В последние годы получила развитие тенденция полной автоматизации процесса налива при отказе от применения громоздких эстакад и переходе к централизованным или точечным наливным постам, оснащенным высокопроизводительными автоматизированными и механизированными наливными установками. Как правило, одна наливная установка служит для налива цистерн на двух железнодорожных путях, по которым цистерны передвигаются относительно наливного устройства.

Автоматическая установка тактового налива (АУТН) на рисунке 1.5 предназначена для автоматического взвешивания и налива семи различных типов нефтепродуктов в железнодорожные цистерны через наливные трубы одновременно на двух железнодорожных путях, а также для удаления паров нефтепродуктов из зоны загрузки.

Установка в своей основе имеет металлоконструкцию, перекрывающую поверху железнодорожные пути. Металлоконструкция служит опорой для зала управления, который располагается на высоте примерно 4,5 метра, что позволяет иметь хороший обзор загружаемых вагонов. В этом помещении находятся оборудование для управления наливными трубами, наливным регулирующим клапаном, системой тяги вагонов и платформенными весами, а также система управления [20].

Взвешивание осуществляется при помощи платформенных весов с тензодатчиками, которые позволяют определять вес нетто и массу брутто. Информация о количестве загруженного продукта передастся в систему управления. Выполняется автоматическое, постоянное взвешивание вагон-цистерны от начала процесса налива до завершения. Масса наливаемого нефтепродукта контролируется непрерывно весам с точностью до ±50 кг.

При автоматизированном наливе подсоединение и отсоединение наливного устройства, пуск и остановка налива совершаются без применения ручного труда. 

При полуавтоматизированном наливе, остановка налива происходит автоматически, остальные операции проводятся вручную. 

При не автоматизированном наливе все операции по подсоединению, отсоединению, пуску, остановке налива совершаются с участием человека.

1.3 Анализ состояния нормативной и метрологической базы в области измерений количества нефтепродуктов

При автоматизации процессов управления на объектах хранения нефти и нефтепродуктов основные информационные задачи сводятся к количественному учету нефти и нефтепродуктов, хранящихся в резервуарах.

При этом необходимо рассматривать две основные категории возникающих информационных задач:

1. 	товарно-учетные, требующие измерения с высокой точностью (погрешность в пределах десятых долей процента) при относительно небольшом быстродействии;

2.	оперативно-контрольные, требующие сравнительно быстродействующих измерительных систем, обеспечивающих относительно невысокую точность (погрешность в пределах нескольких процентов).

Товарно-учетная информация необходима для получения объективной – коммерческой, бухгалтерской и учетной документации и может также использоваться для осуществления рациональных планов загрузки объектов хранения. Эту группу операций в дальнейшем будем называть коммерческим учетом (КУ). Информация, полученная в результате операций КУ, как правило, используется для управления технологическими объектами, для определения параметров продукта в резервуарах, при сливе наливе, с последующей регистрацией, как результатов обработки, так и необходимых информационных параметров.

Контрольно-оперативная информация используется непосредственно после ее получения для выработки немедленно реализуемых управляющих воздействия. Оперативная информация (ОУ) позволяет получить все сведения о случайных возмущениях, влияющих на функционирование управляемого объекта. Эта информация, в свою очередь, делится на производственно-технологическую, используемую для управления производственными процессами и замыкающуюся в системах управления технологическими агрегатами, и оперативно-производственную, используемую для оперативного управления участками. Она включает в себя сведения о продукции и производственных процессах, данных планов-графиков и учетно-отчетной документации

Информация ОУ требует высокого быстродействия съема и обработки при невысоких требованиях к ее точности и достоверности. Информация КУ, наоборот, должна быть точной и достоверной, скорость измерения, сбора и передачи данных не имеет существенного значения.

Для удовлетворения всех требований на объектах хранения по количественному учету целесообразно создание информационно-измерительных систем двух модификаций – для коммерческого (ИИСКУ) и оперативного (ИИСОУ) учетов.

Решение указанных задач требует не только применения информационно-измерительных систем (ИИС), но также средств вычислительной техники (универсальные или специализированные ЭВМ), обеспечивающих необходимую обработку поступающей информации.

Нормативная база, регламентирующая вопросы метрологического обеспечения учета нефти и нефтепродуктов, в основном закладывалась в 70-80 годы. В настоящее время она включает в себя: Федеральные законы № 102 "Об обеспечении единства измерений"[1]  и №261 "Об энергосбережении"[2], также ГОСТ Р 8.563-96 «ГСИ. Методики выполнения измерений» [3], ГОСТ Р 8.595-2004 «ГСИ. Масса нефти и нефтепродуктов» [4]   и рекомендаций по метрологии, и примерно столько же ведомственных инструкций, регламентирующих вопросы учета, приемки, поставки и транспортирования нефти и нефтепродуктов.

К числу основных целей закона «Об обеспечении единства измерений» относится:

защита прав и законных интересов граждан, общества и государства от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

обеспечение потребности граждан, общества и государства в получении объективных, достоверных и сопоставимых результатов измерений, используемых в целях защиты жизни и здоровья граждан, охраны окружающей среды, животного и растительного мира, обеспечения обороны и безопасности государства, в том числе экономической безопасности [1].

Из выше перечисленных целей видно, что понятие «достоверность результатов измерений» играет важную роль в поставленных задачах, которые решаются путем внедрения в практику положений Федерального закона.

Несмотря на это, закон «Об обеспечении единства измерений» не дает точного определения понятию «достоверность результатов измерений (достоверность измерений)».

Достоверными же следует называть результаты таких измерений, которые выполнены с применением поверенных или откалиброванных в установленном порядке средств измерений и с соблюдением всех установленных требований в процедуре измерений [24].

Требования к измерениям оговорены в ФЗ № 102 [1], согласно статье 5 закона измерения, относящиеся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, должны выполняться по аттестованным методикам (методам) измерений.

Методика выполнения измерений (МВИ) представляет собой совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленной погрешностью (неопределенностью). МВИ разрабатывают и применяют с целью обеспечения выполнения измерений с погрешностью, не превышающей нормы погрешности или предписанной характеристики погрешности (неопределенности) [3].

Аттестацию методик измерений, т.е. процедуру установления и подтверждения соответствия предъявляемым к ней метрологическим требованиям, проводят аккредитованные в области обеспечения единства измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели.

Общие положения, требования к разработке, аттестации, стандартизации МВИ и метрологическому надзору за ними устанавливаются ГОСТ 8.563 [3].

При проведении учетно-расчетных операциях методы измерения количества нефти и нефтепродуктов устанавливаются на основании 
ГОСТ Р 8.595 [4]. Этот стандарт является обязательным документом при разработке методик выполнения измерений массы нефти и нефтепродуктов, транспортируемых по трубопроводам, в мерах вместимости и мерах полной вместимости. Так же стандарт распространяется на МВИ массы товарной нефти и нефтепродуктов в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора.

Мера вместимости: средство измерений объема нефти, имеющее свидетельство о поверке и градуировочную таблицу (резервуары, железнодорожные цистерны, танки наливных судов).

Мера полной вместимости – средство измерения объема продукта, имеющее свидетельство о поверке и оснащенное указателем уровня наполнения (автоцистерны, прицепы-цистерны, полуприцепы-цистерны).

Стандарт устанавливает следующие методы для измерения массы нефтепродукта в мерах вместимости и мерах полной вместимости:

прямой метод статических измерений;

косвенный метод статических измерений;

косвенный метод, основанный на гидростатическом принципе [4].

Для измерений массы продукта, транспортируемого по трубопроводам, применяют:

 прямой метод динамических измерений;

 косвенный метод динамических измерений [4].

Основные методические и метрологические проблемы, связанные с количественным учетом на нефтебазах, заключаются в следующем:

использование транспортных емкостей (железнодорожных и автомобильных цистерн, нефтеналивных судов) для определения объема принимаемого или отгружаемого нефтепродукта вносит методическую (всегда один знак) погрешность, связанную с тем, что никогда невозможно полностью опорожнить эту емкость от нефтепродукта;

градуировка железнодорожных цистерн и танков наливных судов выполняется расчетным способом по их конструктивным замерам и поэтому не может обладать высокой точностью;

железнодорожная цистерна не является средством измерения утвержденного типа, и не может поверяться. В госреестр не внесено ни одной железнодорожной цистерны. Весовые и объемные способы калибровки железнодорожных цистерн являются затратными и очень длительными, требуется специальное оборудование. Но преимущество таких методов- точность. Расчетный метод менее точный, но и менее затратный;

транспортные емкости (кроме наливных судов) практически невозможно оснастить стационарными уровнемерами. Поэтому измерения в них выполняются вручную, со всеми вытекающими из этого негативными последствиями;

статистический объемно-массовый метод оперирует средними по всей массе нефтепродукта в емкости плотностью и температурой;

при формировании технологических потоков, вне зависимости от качества сдаваемой грузополучателями нефти, в конечном пункте они получают нефть не прежнего качества. Проблемы, которые связаны с изменением качества нефти от пункта приема сдачи до потребителя имеют финансовые последствия, с дальнейшими взаимными претензиями к поставщику нефти;

сложность разгрузки нефтяных цистерн в зимний период из-за увеличения вязкости нефти и образования парафиновых отложений. Вследствие чего происходит увеличение времени данных работ;

слив загустевших вязких нефтепродуктов невозможен без предварительного разогрева в холодное время года; 

показатели нефти и нефтепродукта определяют в разных лабораториях. Вследствие естественных погрешностей определений могут быть отклонения в результатах.

отсутствует единое руководство по количественному учету нефтепродуктов. Имеющиеся инструкции содержат ссылки на множество руководящих документов и ГОСТов. Даже обеспечение нефтебаз всеми этими документами представляет проблему, не говоря уже о необходимости их постоянной актуализации;

применительно к отпуску нефтепродуктов в автоцистерны, приему (отпуску) из танкеров и трубопроводов все перечисленные проблемы в значительной степени или полностью снимаются при использовании динамического объемно-массового метода или массовых счетчиков.

для приема нефтепродуктов из железнодорожных цистерн единственной более или менее реальной с технической точки зрения альтернативой объемно-массовому статическому методу является метод прямого взвешивания цистерн с помощью железнодорожных весов. Однако при сравнительно небольшом количестве сливаемых на распределительных нефтебазах цистерн их применение, скорее всего экономически не оправдано. Кроме того, применение этого метода требует согласования со всеми поставщиками, которые, как правило, не имеют железнодорожных весов, и с железной дорогой, что является отнюдь не легкой задачей. Возможность применения массовых и, в особенности объемных, расходомеров для учета сливаемого из цистерн продукта также не очевидна из-за технологических особенностей процесса. Во-первых, завершение слива осуществляется другими (вакуумными) насосами, по другим (зачистным) трубопроводам с низким давлением в них; при этом поток является пульсирующим, двухфазным и многокомпонентным (содержит нефтепродукт, его пары и воздух). Во-вторых, необходимо измерять количество продукта в каждой цистерне, что требует соответствующего количества счетчиков или последовательного слива цистерн. В лучшем случае такая возможность является лишь предметом исследований.

Применение метроштоков для измерения уровня  имеет ряд недостатков:

 отсутствие оперативности в учете количества нефтепродуктов, не своевременное обнаружение потерь, вызванных утечкой;

большая погрешность измерения уровня нефтепродуктов;

наличие пены на поверхности нефтепродукта;

изменение длины метроштока за счет уменьшения прочности соединений в стыках между составными частями.

При организации учета нефтепродуктов необходимо иметь в виду, что условия эксплуатации оказывают существенное влияние на метрологические характеристики средств измерений и возникающие при этом дополнительные погрешности могут значительно превышать допускаемые погрешности, заявленные в технической документации [19]. 

В основе метрологического обеспечения средств измерений при коммерческом учете нефтепродуктов лежит ГОСТ Р 8.595 [4]. Одним из главных достоинств этого документа является четкое определение допускаемых относительных погрешностей, или норм точности, которые в зависимости от метода измерений изменяются от 0,25 до 0,75%.

1.4 Метрологическое обеспечение налива и слива нефтепродуктов

На основе любых измерений, в данном случае измерений массы и объема при наливе и сливе нефтепродуктов в железнодорожные цистерны, получают сведенья о состоянии процессов. Эти сведенья, о процессах, служат основой для принятия решений на всех этапах управления, и только достоверность и соответствующая точность результатов измерений обеспечивает правильность принятия решений. Получение ошибочных сведений приводит к принятию неверных решений.

Для количественного определения (измерения) параметра, процесса или явления-любого объекта, необходимо:

выбрать параметры и характеристики, которые определяют свойство объекта;

установить степень достоверности, с которой следует установить нормы точности;

обеспечить готовность средств измерений выполнять свои функции привязкой средств измерений к соответствующим эталонам (посредством периодических поверок и калибровок средств измерений);

обеспечить учет и создание требуемых условий проведения измерений;

обеспечить обработку результатов измерений и оценку характеристик погрешностей [25]. 

Перечисленные положения представляют собой своеобразную цепь, изъятие из которой хотя бы одного звена неизбежно приведет к получению недостоверной информации, и как следствие, к значительным экономическим потерям и принятию неверных решений.

Возможность применения результатов измерений для правильного и эффективного решения любой измерительной задачи определяется следующими тремя условиями:

результат измерений выражают в узаконенных единицах;

значения показателей точности результатов измерений известны с необходимой заданной достоверностью;

значения показателей точности обеспечивают оптимальное в соответствии с выбранными критериями решение задачи, для которой эти результаты предназначены (результаты измерений получены с требуемой точностью).

Если результаты удовлетворяют первым двум условиям, то говорят, что обеспечено единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности результатов не входят за установленные границы с заданной вероятностью.

Третье условие определяет требование к точности применения методов и средств измерений. Недостаточная точность измерений приводит к увеличению ошибок контроля, к экономическим потерям. Завышенная точность измерений требует затрат на приобретение более дорогих средств измерений.

Если при измерениях соблюдается все три условия, то говорят о метрологическом обеспечении.

Под метрологическим обеспечением понимается установленные и применение научных организационных основ, технических средств, правил и норм,  необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений [25].

Цель количественного учета является определение количества нефтепродуктов:

полученных при приеме;

полученных при отгрузке;

имеющихся  в резервуарах или других емкостях при хранении.

Согласно законодательству и нормативным документам, действующим на территории Российской Федерации, осуществляется в единицах массы – в килограммах, тоннах. На основании замеров производят коммерческие расчеты на нефтепродукты, определяется расход и фактические потери нефтепродукта при приеме, отпуске и хранении.

2 Методы измерений количества нефти и нефтепродуктов

В зависимости от характера технологических операций и размеров учитываемых партий нефтепродуктов применяются различные методы  измерений. Методы измерений выбираются на основе оценки их точности применительно к данной технологической операции с учетом технической возможности реализации данного метода и с учетом рекомендаций, приведенных в стандартах и нормативно - технической документации, регламентирующих условия применения методов измерений.

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений массы брутто, массы нетто нефти, массы нефтепродукта  в железнодорожных цистернах не должны превышать значений, приведенных в таблице 1.

2.1 Измерение и вычисление массы нефтепродукта в железнодорожных цистернах косвенным методом статических измерений

Косвенный метод статических измерений массы нефтепродукта – метод, основанный на измерениях плотности и объема продукта в мерах вместимости (мерах полной вместимости).

При косвенном методе статических измерений массу нефтепродукта определяют по результатам измерений:

а) в мерах вместимости:

уровня продукта – стационарным уровнемером или другими СИ уровня жидкости;

	плотности продукта – переносным или стационарным СИ плотности или ареометром по ГОСТ 3900 [5], ГОСТ Р 51069 [6] или лабораторным плотномером в объединенной пробе, составленной из точечных проб, отобранных по ГОСТ 2517 [7].

	температуры продукта – термометром в точечных пробах или с помощью переносного или стационарного преобразователя температуры;

	объема продукта – по градуировочной таблице меры вместимости с использованием результата измерений уровня продукта.

б) в мерах полной вместимости:

	плотности продукта – переносным средством измерений плотности или ареометром в лаборатории по ГОСТ 3900 [5], ГОСТ P 51069 [6]  или лабораторным плотномером в точечной пробе продукта, отобранной по       ГОСТ 2517 [7];

	температуры продукта – переносным преобразователем температуры или термометром в точечной пробе продукта, отобранной по ГОСТ 2517 [7];

	объема продукта, принятого равным действительной вместимости меры, значение которой нанесено на маркировочную табличку и указано в свидетельстве о поверке, с учетом изменения уровня продукта относительно указателя уровня.

Результаты измерений плотности и объема продукта приводят к стандартным условиям по температуре 15°С или 20°С, или результат измерений плотности продукта приводят к условиям измерений его объема в мерах вместимости и мерах полной вместимости. Коэффициент объемного расширения продукта определяют в соответствии Р.50.2.075 [13] или принимают для нефти по Р.50.2.075 [14].

2.1.2 Отбор проб для определения температуры и плотности нефтепродукта в железнодорожных цистернах

Отбор проб из вагоноцистерны производит товарный оператор по сливу и наливу в присутствии лаборанта. Точечную пробу нефтепродукта отбирают через горловину железнодорожной цистерны в соответствии с ГОСТ 2517 [7]  переносным пробоотборником с уровня 0,33 диаметра цистерны от нижней внутренней образующей, выдерживая пробоотборник на данном уровне в течение 5 минут.

Извлеченную пробу используют для определения температуры и плотности нефтепродукта в железнодорожных цистернах.

Для определения плотности извлеченную пробу переливают в герметичную емкость для переноса пробы. Вместимость емкости для переноса пробы должна позволять проводить перемешивание.

Объединенную пробу для определения плотности составляют при наливе (сливе) нескольких цистерн с нефтепродуктом одной марки. Для этого:

	отбирают точечные пробы из каждой четвертой цистерны, но не менее чем из двух железнодорожных цистерн;

	составляют объединенную пробу смешением точечных проб пропорционально объемам нефтепродукта в цистерне, из которых отобраны пробы.

Плотность нефтепродукта по отобранным пробам определяют работники аккредитованных лабораторий по ГОСТ 3900 [5].

Испытуемый нефтепродукт заливают в измерительный цилиндр, не допуская пузырьков воздуха. При наличии пузырьков воздуха на поверхности нефтепродукта, последние снимают фильтрованной бумагой. Цилиндр устанавливают на ровную, горизонтальную поверхность в месте, где нет сквозняков.

После заполнения цилиндра опускают в него термометр.

Температуру нефтепродукта измеряют стеклянным ртутным термометром в каждой точечной пробе. Термометр выдерживают непосредственно в пробоотборнике с пробой нефтепродукта в течение 1-3 минут после его извлечения до принятия столбиком ртути постоянного положения. Отсчет температуры проводят, не вынимая термометр из нефтепродукта.

Плотность нефтепродукта измеряют ареометром:

	в точечной пробе, отобранной из железнодорожной цистерны по ГОСТ 2517 [7];

	при наливе (сливе) нескольких железнодорожных цистерн с нефтепродуктом одной марки – в объединенной пробе, составленной из точечных проб, отобранных из цистерн  по ГОСТ 2517 [7].

Для нескольких железнодорожных цистерн с нефтепродуктом одной марки температура вычисляется как среднее арифметическое температур точечных проб.

2.1.3 Определение фактического объема нефтепродукта в железнодорожных цистернах

По измеренному уровню нефтепродукта и соответствующему ему значению вместимости по таблице калибровки 23 на соответствующий тип цистерны определяют общий объем нефтепродукта и подтоварной воды в цистерне. По измеренному уровню подтоварной воды  и соответствующему ему значению вместимости таблице калибровки определяют объем подтоварной воды в железнодорожной цистерне.

Вычисляют объем нефти при температуре его измерения (V), м3, в железнодорожной цистерне по формуле:

,				 (1)

где	Vн - объем нефти в железнодорожной цистерне, м3 вычисляют по формуле:

,						(2)

Vo - общий объем нефти и подтоварной воды в цистерне, м3;

Vв- объем подтоварной воды, м3;

?cm - температурный коэффициент линейного расширения материала ст.......................