电气百科:磁翻板液位计于液化石油气液位测量的应用

2022-01-14 11:51:05

液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料,越来越受到人们的重视。随着中国液化石油气市场的快速发展,中国已经成为一个液化石油气用量大的国家,家用、商用和工业用气量不断增加。液化石油气储存站遍布全国,用于液化石油气储存的罐子数量逐年增加,单罐容积也有增加的趋势。计量液化石油气储罐中的存量是每个企业生产贸易过程中的重要组成部分。没有正确的计量,就不能维护企业的利益,提高企业的声誉,做好生产管理,也容易产生贸易摩擦。石油产品的贸易往往价格高,计量尤为重要。

第二,问题的提出。

在计量球形储罐中,液化气的存量首先是根据储罐上磁翻板式液位计的液位高度,然后在相应的液位下检测出液化气的存量。就拿船运液化石油气码头交接贸易来说,其计量方法一般是采用体积重量法,即先测量计算得到液体体积,再换算成重量法,船运液位测量一般采用拨杆式液位计,也有直接在仪表舱读数的,一般认为,操作规范时,拔杆式液位计读数比较可靠,岸上接收库的液化石油气球罐,按规定进行液位测量,除了采用玻璃板式液位计外,还设置了磁性跟踪钢带式液位计,这两种设备读数似乎都是可靠的。

无论是以船上还是岸上那边的计量为准,岸上接收罐的计量都是*的,不要以为船上拔杆式液位计可靠,计量准确,岸上接收罐的计量就不重要了,事实上,船上的读数也会出现问题,比如拉杆式液位计的拉伸速度,停留时间,风浪的大小等等,都会影响其读数的准确性,当船体陈旧时,由于已经进行了多次维修改造,其容积表的准确性也值得怀疑,其他一些人为因素也并非不可能。因此,作为收发计量或盘点计量,岸罐计量的准确性是客观要求。

很多人对液化石油气球罐上磁性翻板液位计的液位读数毫无疑问。事实上,它的读数直接用于计量存在一定的问题。作者多年来在实践中发现,用玻璃板液位计的读数来计算,结果是非常不可靠的,如同一罐(l,000米3)液化石油气,不同时间读取的数据,计算出的结果有时差异超过10吨,根本不可取。

第三,问题分析。

如附页图1所示,以1000米3球罐(φ12米)为例,磁翻板液位计安装在球罐液位导管ABCD【DN50】的垂直段BC上,分别与罐顶和罐底连接。

一般而言,导管内的液面与罐内的液面处于同一水平面,其实并不一定,可能差别很大,进入导管内的液体,就像进入死胡同一样,在一定的平衡状态下,导管水平段CD内的液体承受着垂直段BC内液柱与罐内液柱对等的压力,其作用就像活塞一样,阻止通过直管内的液体流入罐内。

由于储罐体积大,当储液量大时,储罐实际上成为一个大的热容量。当环境温度高于储罐温度时,储罐吸收热量,当环境温度低于储罐温度时,储罐放热,也就是说,储罐内的温度变化不如环境温度变化大,储罐内的温度变化相对温暖,而导管很小(DN50),液体数量很少,导管壁完全暴露,因此受环境影响很大。当导管处于阳光直射位置时,温度变化更大。

众所周知,液体受热会膨胀,密度会降低。相反,当液体冷却时,它们的体积会缩小,密度会增加。也就是说,如果储罐中液体的温度与导管中液体的温度不同,它们的密度也会不同。非凡的液化石油气的膨胀系数远大于水,密度差异更大,不容忽视。此时,储罐中液体与导管中液体的关系与U形压差计的工作原理相同,两侧液柱对活塞(水平段)的作用力相等。

假设储罐中的液化石油气为:

丙烷:异丁烷=50:50。

二、罐内平均温度为T℃。

三、导管中液体的平均温度为t℃。

4.罐内液位为H(m)

5.导管内液位为h(m)

根据烷烃液体的比重和温度关系图~2,丙烷和丁烷的比重在-20℃-+50℃范围内呈直线变化,两条直线基本平行。从图-2(见附页)可以找到密度(这里,在数值上,比重和密度相等)如下:

当温度为15℃时15=0.507ρ丁15=0.563。

当温度为40℃时40=0.468ρ丁40=0.533。

混合密度为:

αm15=σiVi=0.507×0.5+0.563×0.5=0.535。

ρm40=0.468×0.5+0.533×0.5=0.5005

液体密度变化的温度系数如下:

电话=/=/25=-0.00138

t℃时的密度为(也可直接查图12)

αt=ρ15+电话。

当液位为h时,压力为:

P=P0+ρgh

在任何平衡时刻,导管内液柱和储罐内液柱对水平段的压力必须相等。

αgh=P0+ργgH。

H=ρth/αT=)/)h=/)h。

1.当环境温度高于储罐内温度时,设置t=30℃,T=20℃,从式11可获得:

h=/)h=h=0.974h。

当环境温度低于罐内温度时,设置t=10℃,T=20℃。

由式11可得:

h=(l+0.026)h=1.026h(公式13)

上述分析表明,液位计读数与罐内实际液位存在差距,且温差越大,差距越大,因此,用液位计读数h直接检查罐体容积表,计算出的重量结果必然不准确,且罐体容积越大,误差越大,非凡的液位正好在罐体赤道带或周围时误差较大。

这证实了作者在实践中发现的问题:l)当岸上储罐接收船载低于环境温度的冷冻液化石油气(<10℃)时,计算结果往往比船上结果多,但几天后重新读取数据重算时,结果可能会少得多。2)同一罐液化石油气,即使停放时间长,也能充分吸收/释放热量,达到大致与环境温度平衡后,一天中不同时间读取的数据,计算结果也大不相同,因为液位计受环境影响大,而储罐是大热容,受环境影响小,导致温差和密度不同。

以1000m3球罐为例,条件相同,不考虑气相的影响,设置液位计读数h=7.0m。

1)液位计中的液体温度为30℃,罐中的液体平均温度为20℃。根据类型12,罐中的液位为:

H=0.974h=0.974X7.0=6.82(m)

用h和h检查罐容表,得到的液体体积分别为:

586.928m3和565.873m3

罐内混合密度为:

ρ20=ρ15+电话(t-15)=0.535-0.00138(20-15)=0.5281。

空气中的重量由G=0.99785Vρ20计算为:309.290吨和298.200吨,即如果直接用液位计读数计算,则偏多11.090T。

2)设置液位计内的温度为10℃,罐内的平均温度为20℃,根据式13,

H=1.026h=1.026X7.0=7.182(m)

用h和h检查罐容表,得到的液体体积分别为:

586.928m3和607.809m3

计算的重量分别为:

309.290吨和320300吨是指用液位读数直接计算,减少11.010吨。

第四,解决问题。

为了解决储罐磁性翻板液位计的读数误差,布朗仪器推荐以下方案:

一、公式修正法。

根据以上分析方法,对液位计读数进行修正,由于导管内液体的平均温度难以测量,实际上很难准确。

二、选择阅读时间。

改变读数时间的随意性,选择读数时间,可以在一定程度上克服环境因素对液位计读数的影响,将读数时间选择在温度相对温暖、温度相对接近一天的平均温度或接近储罐内温度时,如夏季在日出前读数,冬季在早上9:00左右读数,但该方法对生产作业有一定影响,不方便。

3.更换液位计中的液体。

读数前,将液位计导管中的液化石油。

来源:红旗仪表(江苏)有限公司

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