Учет расхода топлива с помощью Взлет МР
Э. Ф. Осиевский, А. И. Рябинков
Актуальность темы учета любого вида топлива и контроля
за его расходом является сегодня очевидным фактом, кото-
рый нет необходимости обосновывать. Различные контроль-
но-измерительные системы и приборы помогают осущест-
влять такой мониторинг на всех этапах жизни топлива:
от добычи , транспортировки и переработки нефти
до сжигания готового продукта в котлах и камерах сгорания
двигателей. При этом расходомеры и счетчики топлива раз-
мещаются как на стационарных объектах, так и на транспорте
(водном, железнодорожном, автомобильном).
Однако отсутствие на рынке специализируемых систем
учета не позволяет потребителю в полной мере использо-
вать достижения научно-технического прогресса. Так,
например, учет расхода дизельного топлива тепловозами
в настоящее время производится, как правило, по разности
количества топлива в баке тепловоза за определенный про-
межуток времени. При этом нередко заполнение бака опре-
деляется визуально по мерному стеклу. Такой подход при-
водит к тому, что количество израсходованного тепловозом
топлива измеряется с большой погрешностью, что, в свою
очередь, вызывает определенные трудности в выполнении
анализа расхода ГСМ с учетом фактически выполненной
работы тепловозом и его технического состояния.
В результате мы имеем искусственное завышение норма-
тивов расхода топлива и отсутствие заинтересованности
в его экономии. Альтернативой такого подхода является
создание систем диспетчеризации и контроля
за параметрами движения на железнодорожном транспор-
те с использованием, в том числе, и современных средств
измерения расхода.
По запросу организаций, занимающихся внедрением
систем мониторинга транспортных средств, на ЗАО «Взлет»
была разработана модификация расходомера-счетчика
«Взлет МР» исполнения УРСВ-520V для измерения расхода
и объема дизельного топлива в топливных системах тепло-
возов. Данный расходомер является следующим поколени-
ем хорошо известного нашим Заказчикам расходомера-
счетчика «Взлет МР» исполнения УРСВ-110, предназначен-
ного для измерения расхода вязких жидкостей.
По сравнению со своим предшественником он позволяет
реализовывать многоканальную схему измерения расхода.
Расходомер-счетчик ультразвуковой двухканальный
«ВЗЛЕТ МР» исполнения УРСВ-520V предназначен для
измерения среднего объемного расхода и объема топлива
в напорных трубопроводах. Он удовлетворяет эксплуата-
ционным требованиям, предъявляемым к оборудованию
тепловозов, а также имеет возможность сопряжения
эс системой диспетчеризации и мониторинга. Расходомер
УРСВ-520V может выполнять измерения в широких диапа-
зонах температуры и вязкости рабочей среды в различных
условиях эксплуатации.
Отличительной особенностью конструкции измеритель-
ного участка (ИУ) расходомера УРСВ-520V является приме-
нение соединительной арматуры, используемой
в топливных системах тепловозных дизельных двигателях.
Конструкция ИУ представлена на рисунке 1. В составе рас-
ходомера могут поставляться ИУ, изготовленные
из углеродистой стали (ИУ-032), нержавеющей стали (ИУ-
132) и стали 09Г2С (ИУ-232).
1 – конусный переход; 2 – ниппель шаровый; 3 – накидная
гайка;4 – штуцер; 5 – ИУ.
Рис. 1. Сборно-сварная конструкция для установки
ИУ в трубопровод.
Используемая в системах питания тепловозных двигате-
лей схема с рециркуляцией топлива определяет способ
применение двухканального расходомера УРСВ-520V.
Измерительные участки расходомера устанавливаются
в напорную и сливную магистраль (Рис.2.) Расходомер про-
изводит измерения в обоих каналах и осуществляет обра-
ботку результатов измерения.
Рис. 2. Принципиальная схема установки расходомера
УРСВ-520V в систему питания тепловозного двигателя.
Дополнительно к основным функциям измерения сред-
него объемного расхода и объема топлива в расходомере
УРСВ-520V предусмотрена возможность определения мас-
сового расхода и массы топлива по каждому каналу
в соответствии с введенным в расходомер значением плот-
ности топлива. В расходомере также реализован алгоритм
автоматической коррекции установленных значений плот-
ности и вязкости при изменении температуры и давления
топлива в каждом трубопроводе.
Для определения количества израсходованного топлива
в расходомере УРСВ-520V к двум измерительным каналам
добавлен третий – вычислительный канал. Он производит
вычисление разности объемов (масс) топлива, прошедших
через 1-ый и 2-ой каналы. Программно может задаваться
разный порядок вычисления разности объемов (масс): V1 –
V2 (М1 – М2) или V2 –V1 (М2 – М1). Для обеспечения кор-
ректной работы расходомера вычисление разности произ-
водится только тогда, когда происходят измерения
по обоим каналам. В противном случае расходомером фик-
сируется нештатная ситуация и вычисление разности объе-
мов (масс) не происходит. Следует обратить внимание
на то, что погрешность вычисления разности объемов
(масс) определяется погрешностью, с которой эти объемы
(массы) были измерены в каждом канале.
Результаты измерений и вычислений по каждому каналу
(в томчисле и канала вычисления разности объемов) записы-
ваются во внутренние архивы: часовой, суточный, месячный
и интервальный. Нештатные ситуации и отказы, возникаю-
щие в процессе эксплуатации расходомера, фиксируются
в журналах нештатных ситуаций. Это позволяет проводить
анализ работы расходомера УРСВ-520V и топливной систе-
мы в целом за различные периоды времени.
Для обеспечения внешних связей расходомер УРСВ-
520V имеет последовательные интерфейсы RS-232 и RS-
485. Кроме того, в расходомере может быть использован
модуль универсальных выходов, способный работать
в импульсном, частотном и логическом режиме. Скорость
обмена по интерфейсам и параметры связи, назначение
универсальных выходов и их режимы работы, параметры
выходных сигналов, а также отключение выходов устанавли-
ваются программно.
Расходомер-счетчик ультразвуковой УРСВ «ВЗЛЕТ МР» исполнения УРСВ-520V может применяться как на железнодорожном, так и морском транспорте. При этом использование данного расходомера в системах монито-ринга транспортных средств позволяет:
– определять текущий расход топлива;
– определять объем израсходованного топлива;
– контролировать режимы работы двигателя;
– производить нормирование и анализ расхода топлива в различных режимах эксплуатации транспорта.
Возможности эксплуатации расходомера УРСВ-520Vне ограничиваются только указанными системами. Данныйрасходомер может быть установлен и на стационарных объектах, на которых производится отбор топливаиз рециркуляционной магистрали. Расходомер УРСВ-520Vможет быть применен не только для измерения расходадизельного топлива, но и для измерения расхода другихтипов жидкостей (в том числе и мазутов) в широких диапа-
зонах их температуры и вязкости.
Во всех рассмотренных случаях надежная и стабильная
работа ультразвуковых расходомеров определяется рядом
факторов, главным из которых является выполнение сле-
дующего условия – режим течения и состав рабочей жидко-
сти не должны препятствовать распространению в ней уль-
тразвуковых колебаний. Образование в топливной
магистрали областей разрежения и (или) наличие
в рабочей жидкости большого количества газовых включе-
ний приводит, как правило, к неустойчивой работе ультраз-
вуковых расходомеров. Положительный опыт эксплуатации
расходомеров УРСВ-520V на железнодорожном и морском
транспорте показывает, что существующие там топливные
системы позволяют использовать в них ультразвуковые
расходомеры для учета расхода топлива.
Мы надеемся, что расходомер-счетчик ультразвуковой
УРСВ «ВЗЛЕТ МР» исполнения УРСВ-520V найдет широкое
применение в составе информационно-измерительных
систем и комплексов на железнодорожном и морском тран-
спорте, а также в нефтегазовой, химической и других
отраслях промышленности.
Сведения об авторах:
Осиевский Эдуард Федорович – ведущий инженер
Рябинков Андрей Иванович – руководитель отдела исследова-
ний
ООО «СКБ ВЗЛЕТ»