Устройство для определения содержания нефтепродуктов в воде

 

Использование: изобретение относится к технике оценки качества жидких веществ и может быть использовано в нефтеперабатывающей, нефтехимической промышленности и на судах морского и речного флота для быстрого и достоверного определения содержания нефтепродуктов в трюмной воде, а также для диагностирования узлов и агрегатов судов по накоплению информации о присутствии конкретного нефтепродукта в трюмной воде. Сущность изобретения: цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит датчики, электроклапаны, блок обработки сигнала, постояннозапоминающее устройство, исполнительные механизмы управления дозатором и электроклапанами, при этом датчики размещены в верхней части трюма и в испарителе и представляют собой резонаторы и два вертикально расположенных металлических штыря, соединенных с генераторами и входом блока обработки сигнала. Последний соединен с блоком сравнения сигнала, с входом которого также соединено постояннозапоминающее устройство. Цель также достигается тем, что датчики в виде штырей размещены на плавающей платформе с постоянным уровнем погружения, а на поверхности кварцевых резонаторов нанесены сорбенты для избирательного поглощения нефтепродуктов. 1 ил.

Изобретение относится к технике оценки качества жидких веществ и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности и на судах морского и речного флота для быстрого и достоверного определения содержания нефтепродуктов в трюмной воде, а также для диагностирования узлов и агрегатов судов по накоплению информации о присутствии конкретного нефтепродукта в трюмной воде.

Известно устройство для определения топлива в смазочных материалах, содержащее фильтровальную бумагу и дозатор испытуемого масла [1].

Устройство имеет следующие недостатки: длительность времени определения (до 50 мин), так как необходимо отобрать пробу масла, затем нанести на фильтровальную бумагу и только затем произвести определение содержания топлива в масле; невозможность определения конкретной марки и состава смеси и наличие содержания нефтепродуктов в воде.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения содержания нефтепродуктов в воде [2], содержащее камеру для воды с трубопроводной коммуникацией и измерительные датчики.

Недостатком устройства является невозможность автоматизации определения содержания нефтепродуктов в воде.

Целью изобретения является автоматизация определения содержания нефтепродуктов в воде.

Цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит фильтр-сепаратор, соединенный с камерой для воды, электроклапаны, блок обработки сигнала, постоянно запоминающее устройство, исполнительные механизмы управления дозатором и электроклапанами, два генератора, при этом датчики размещены в камере для воды и в термостатируемом испарителе и выполнены соответственно в виде двух вертикально расположенных игольчатых электродов, один из которых соединен с генератором, а другой - с измерителем сигнала, соединенным с блоком обработки данных, и двух кварцевых резонаторов, соединенных с вторым генератором, соединенным через второй измеритель сигнала с постояннозапоминающим устройством, соединенным с входом блока сравнения, с которым соединен также блок обработки данных, причем на поверхность кварцевых резонаторов нанесен сорбент для избирательного поглощения нефтепродуктов, а игольчатые электроды размещены на плавающей платформе с постоянным уровнем погружения.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из трюма 1 с водой, трубопроводной коммуникации 2, электроклапанов 3, 4, генераторов 5 и 6, измерителей 7 и 8 сигнала, постояннозапоминающего устройства 9, блока 10 обработки данных, кварцевых резонаторов 11 и 12, датчика электропроводности в виде штырей 13, фильтра-сепаратора 14, исполнительных механизмов 15 и 16, блока 17 сравнения сигналов, блока 18 питания, термостатируемого испарителя 19, дозатора 20 анализируемой пробы, блока 21 индикации.

Исполнительный механизм 16 управляет работой дозатора 20 анализируемой пробы, а исполнительный механизм 15 управляет работой электроклапанов 3 и 4.

Кварцевые резонаторы соединены с генератором 5 и измерителем 8 сигнала. Датчик в виде штырей 13 соединен с генератором 6 и измерителем 7 сигнала. Кварцевые резонаторы размещены в термостатируемом испарителе 19, где также имеется испарительный элемент в виде пластинки. Электроклапаны размещены на трубопроводной коммуникации и соединены с исполнительным механизмом 15. Исполнительные механизмы 15 и 16 соединены с блоком обработки данных.

Устройство работает следующим образом.

Режим в случае не превышения концентрации нефтепродукта в воде.

Трюмная вода поступает в сепарационную установку (фильтр), и затем через электроклапан 3 проба поступает в термостатируемый испаритель 19, где происходит испарение пробы воды при попадании ее на испарительный элемент в виде пластинки. Кварцевый резонатор 11 с нанесенным адсорбентом улавливает составляющие элементы испаряющегося нефтепродукта, и сигнал поступает на измеритель сигнала и затем на блок сравнения сигналов. В случае, если содержание нефтепродукта в воде не превышает установленной нормы, работа устройства происходит в прежнем режиме, т.е. вода выходит из сепарационной установки и сигнала на перекрытие трубопроводных коммуникаций не выдается.

Режим с превышением концентрации нефтепродуктов.

Цикл определения остается прежним, отличием является то, что при превышении концентрации выдается сигнал о превышении концентрации нефтепродукта в воде.

Режим аварийного выброса нефтепродуктов.

В случае аварийного выброса нефтепродуктов вверху трюмной воды образуется пленка, которая определяется датчиком электропроводности (он резко меняет свою электропроводность). Сигнал поступает на блок обработки сигнала, последний выдает сигнал на закрытие электроклапана 3, который прекратит поступление воды на фильтр, тем самым исключит его аварийную работу. Проба для анализа будет браться непосредственно из трюма, минуя фильтр-сепаратор, посредством включения на открытие электроклапана 4. Вступает в работу кварцевый резонатор 12, на который подается проба воды с нефтепродуктом, и на его рабочей поверхности происходит испарение испытуемой навески. По разнице времени испарения можно определить в сравнении с постоянно запоминающим устройством вид и марку нефтепродукта.

В результате экспериментальных исследований установлена зависимость изменения амплитуды колебаний кварцевого резонатора от времени испарения нефтепродуктов.

Изменение амплитуды колебаний кварцевого резонатора пропорционально объему испарившегося нефтепродукта. Это позволяет по фиксации значений начальной и конечной амплитуд колебаний резонатора определять процент перегонки нефтепродукта.

Зависимость изменения амплитуды колебаний резонатора во времени эквивалентно может быть представлена зависимостью "процент перегонки - температура кипения", т.е. температурными характеристиками разгонки нефтепродуктов.

Установленная зависимость позволяет также определять содержание нефтепродуктов в воде. Постоянство температуры кипения воды является благоприятным условием для выявления возможности использования данного способа для решения рассматриваемой задачи. Другим благоприятным моментом является широкий диапазон температур кипения, используемых на судах нефтепродуктов: от 35 до 450^оС, что позволяет, используя разработанный метод, определять не только наличие нефтепродукта, но и его температурную характеристику перегонки, что является важным для указания источника утечки и принятия мер по его устранению.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ВОДЕ, содержащее камеру для воды с трубопроводной коммуникацией и измерительные датчики, отличающееся тем, что, с целью автоматизации определения содержания нефтепродуктов в воде, устройство дополнительно содержит фильтр-сепаратор, соединенный с камерой для воды, электроклапаны, блок обработки сигнала, постоянно-запоминающее устройство, исполнительные механизмы управления дозатором и электроклапанами, два генератора, при этом датчики размещены в камере для воды и в термостатируемом испарителе и выполнены соответственно в виде двух вертикально расположенных игольчатых электродов, один из которых соединен с генератором, а другой - с измерителем сигнала, соединенным с блоком обработки данных, и двух кварцевых резонаторов, соединенных с вторым генератором, соединенным через второй измеритель сигнала с постояннозапоминающим устройством, соединенным с входом блока сравнения, с которым соединен также блок обработки даных, причем на поверхность кварцевых резонаторов нанесен сорбент для избирательного поглощения нефтепродуктов, а игольчатые электроды размещены на плавающей платформе с постоянным уровнем погружения.

РИСУНКИ

Рисунок 1