Обзор мирового рынка приборов измерения уровня жидкости

Обзор мирового рынка приборов измерения уровня жидкости

Рассмотрим обзор мирового рынка приборов измерения уровня жидкости в емкостях. Темпы роста за последние четыре года приводятся в п.7.2.1. Объемы потребления за данный промежуток времени возросли на 24% и составили 3,5 млн ед. по итогам 2017 года или 3 800 млн $.

В целом уровень конкуренции среди производителей приборов измерения уровня жидкости в емкостях можно охарактеризовать как олигополию (власть нескольких или группы компаний). Ниже приведем ТОП-10 мировых производителей приборов измерения уровня жидкости в емкостях:

• Siemens AG;
• Vega Greshaber Kg;
• Endress+Hauser AG;
• Emerson Electric Co.;
• ABB Ltd.;
• GEMS Sensors and Controls Co.;
• Honeywell International Inc.;
• KROHNE Messtechnik GMBH;
• Magnetrol International Inc.;
• Pepperl+Fuchs GMBH.

Данная ситуация обуславливается тем, что для завоевания значимой доли рынка компании необходимо обладать:

• Уникальными технологическими разработками приборов.
• Производить огромные инвестиции в НИОКР.
• Собственную сырьевую базу для производства компонентов приборов.
• Развитую систему логистики сырья и готовой продукции.
• Мощную маркетинговую поддержку.

По данным отраслевого портала www.sensorsmag.com общий объем потребления уровнемеров и сигнализаторов уровня жидкости можно оценивать следующим образом:

Оценка структруры потребления приборов измерения уровня жидкости в емкостях по типам приборов, в %

Источник: портал sensorsmag.com

Таким образом, наиболее востребованными приборами измерения уровня жидкости являются ультразвуковые (25% всего потребления), гидростатические (20% общего потребления) и емкостные (17% общего потребления).

При этом, ряд отраслевых ресурсов в сфере КИПиА отводят наибольшие перспективы в будущем именно ультразвуковым неивнвазивным приборам, поскольку они обладают следующими преимуществами

- Высокая точность измерения;

- Долгий срок службы прибора.

Сегмент неинвазиных приборов измерения уровня движущейся жидкости

В настоящее время есть всего несколько фирм, выпускающих неинвазивные измерители уровня жидкости, пригодные для измерения неподвижных жидкостей: Rototherm Canongate Technology (Великобритания) и ООО «НД Технолоджи» (Украина).

Так же есть фирмы, выпускающие неинвазивные дискретные сигнализаторы уровня:

- основанные на физическом принципе отличном от используемого в нашей разработке): TURCK (Германия), SONOTEC (Германия);

- основанные на том же физическом принципе, как и в разработке: ОАО «Автоматика» (г. Воронеж), ОАО «Союзцветметавтоматика» (г. Москва).

Поскольку на рынке нет приборов (сенсоров), способных выполнять функцию уровнемера в закрытом трубопроводе с движущейся жидкостью внутри, то нет и систем мониторинга реализующих эту функцию.

Судя по публикациям в специальной научной и отраслевой литературе и данным патентных исследований некоторые производители измерительных приборов/систем продолжают научные и инженерно-конструкторские разработки по усовершенствованию своих продуктов, в том числе, по переходу от контактных к бесконтактным методам измерений (например, VEGA, Германия; ООО «НД Технолоджи», Украина; Rototherm Canongate Technology, Великобритания). Однако сведений по разработке уровнемеров на основе измерения поглощенной энергии объемной акустической волны (Лэмба) встречается крайне мало, хотя патентный поиск указал на наличие соответствующих патентов РФ и США^[1].

Вероятно, в связи с конкуренцией на данном рыночном сегменте, разработчики предпочитают не раскрывать свои достижения, пока новый прибор не будет готов к массовому производству.

Поскольку на рынке отсутствуют системы мониторинга уровня жидкости в нефтепроводе (кроме внедряемой разработки «Рубин-1М-НП»), проведем сравнительный анализ приборов, на которых они могли бы быть построены.

Неинвазивные приборы измерения уровня - аналоги разработки Рубин-1М-НП

Наименование модели/продукта	Рубин-1М-НП	УУС-00	VesselCheck ST1
Производитель	«НИЦ Техноавтомат», Россия	ООО «НД Технолоджи», Украина	Rototherm Canongate Technology, Великобритания
Стадия	Внедрение	На рынке	На рынке
Метод	Ультразвуковые волны Лэмба в стенке	Эхолокация через дно	Эхолокация через дно
Допустимая толщина стенки трубы, мм	3-70	до 50	Нет данных
Допустимый диаметр трубы, мм	200-2000	до 15000	до 3000
Точность при нормальных условиях, мм	10	1	Нет данных
Допустимая температура, °С	Датчики: -50..+50 Блок первичный: -40..+80	Датчики: -40..+50 Блок первичный: -40..+80	Датчики: -20..+125 Блок первичный: -
Габариты, мм	Датчики: 34х34х31 (4 шт.) Блок первичный: 140х140х54	Нет данных	Нет данных
Маркировка взрывозащиты	ExiaIIСT6	0ExiaIIBT4	Ex mb IIC T5 Gb
Расстояние до вторичного прибора/сервера, м	до 1000	Нет данных	до 100
Место установки датчиков[2]	Середина трубы	Дно трубы	Дно трубы
Влияние внутренних конструкций, барботажа на измерения	Нет	Да	Да
Зависимость от скорости ультразвука	Нет	Да	Да
Измерение уровня движущейся жидкости	Да	Нет	Нет

Источник: грантовый меморандум «НИЦ Техноавтомат»

Стоит отметить, что в разрабатываемой системе приборы «Рубин-1М-НП» будут синхронизированы, и по результатам анализа их измерений будет оцениваться скорость движения жидкости в трубопроводе.

Ключевые преимущества решения системы «Рубин-1М-НП» проекта над аналогами, представленными на рынке: Разработанный прибор «Рубин-1М-НП», на базе которого создается система, является единственным прибором, позволяющим определять уровень движущейся нефти в закрытых участках нефтепроводов неинвазивным способом (т.е. без вскрытия или сверления трубы).

Основными преимуществами системы «Рубин-1М-НП» являются:

• построение на базе приборов неинвазивного типа с уникальным методом измерения, основанным на анализе ультразвуковых объемных волн в стенке трубопровода, что позволяет измерять уровень (от 0 до 100% диаметра) движущейся жидкости в трубопроводе без его вскрытия;
• многофункциональность системы мониторинга: кроме измерения уровня нефти, так же отслеживание моментов прохождения очистных и других снарядов, оценка скорости движения нефти в трубе, измерение уровня акустических помех, оценка объема газовых «пузырей»;
• предусмотренные в разрабатываемом ПО функции самонастройки при запуске в эксплуатацию, а также самодиагностики и автоподстройки при работе;
• дублирование каналов измерения, что повышает надежность работы сигнализатора,
• практически нулевые эксплуатационные расходы. 

Вывод: в сегменте измерения уровня жидкости в закрытых трубопроводах сравнимых разработок с предложенной ООО «НИЦ Техноавтомат» системой мониторинга уровня жидкости в закрытом нефтепроводе на базе прибора «Рубин-1М-НП» в мире на данный момент не существует.

Существует система контроля потока в нефте- и газопроводах, предлагаемая ROCSOLE Inc., Хьюстон (США, rocsole.com). Датчики контроля процесса потока ROCSOLE основаны на томографических технологиях, схема работы представлена ниже на Рисунке.

Принцип работы системы контроля нефтепровода ROCSOLE

Источник: www.rocsole.com/products/sensors

Датчики контроля процесса Oil&Gas компании ROCSOLE предназначены для обеспечения наилучшего уровня контроля потока. Благодаря внутренним системам и резервуарам системы ROCSOLE позволяют преодолевать проблемы обеспечения потока нефти (или газа), например, предотвращение осаждения в трубах или оптимизацию толщины слоя эмульсии в резервуарах сепаратора. С другой стороны, изучение работы данной системы показало, что в данном случае нет непрерывного измерения уровня жидкости в трубопроводе. Объем реализации данных систем мониторинга трубопроводов компанией ROCSOLE оценивается в 30-40 систем в год (поставки трубопроводным компаниям США и Канады), ориентировочная стоимость одной системы составляет …тыс.$^[3].

 

 

[1] Ссылки на близкие (конкурирующие) российские и зарубежные патенты других авторов:

1) Неинвазивные сигнализаторы и уровнемеры основанные на использовании волн Лэмба, возбуждаемых в стенке емкости. Патенты: RU 2112221(23.07.1996), RU 2123172 (28.03.1997), RU 2134868 (30.09.1997), US 5456114 A (23.04.1993), US 6192751 B1 (18.11.1997), US 6631639 B1 (7.09.2001).

2) Неинвазивные сигнализаторы и уровнемеры основанные на анализе возбуждаемых в стенке ультразвуковых ревербераций. Патенты: RU 2178152 C2 (28.12.1999), RU 2178551 (30.11.2000), RU 2206070 C1 (28.06.2002), US 5195058 A (30.04.1992), US 6053041 (27.02.1995)

3) Неинвазивные сигнализаторы устанавливаемые на боковую стенку ёмкости и основанные на анализе ультра-звуковой волны, отраженной от противоположной стенки; неинвазивные уровнемеры, устанавливаемые под днищем емкости и основанные на анализе ультразвуковой волны, отраженной от поверхности контролируемой жидкости. Патенты: US 4901245 A (01.12.1987), US 7114390 B2 (14.02.2003), US 8104341 B2 (15.03.2009).

[2] Все представленные датчики крепятся снаружи трубы.

[3] цена за систему ROCSOLE устанавливается каждый раз индивидуально при заключении договора на поставку в зависимости от параметров и задач компании заказчика