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液化石油气储罐罐存计量误差产生的原因及解决
点击次数:582 发布时间:2015-10-12

准确计量液化石油气储罐中的存量对于液化气储运企业来说是及其重要的。目前,存量较大的液化气经营单位储罐多采用球形储罐,计量球形储罐中液化气存量是依照储罐上的玻璃板液位计或磁翻板液位计的液位,再查出对应液位下的液化气储量。然而,在实践中,我们发现这种计量方式经常造成很大的误差,以我公司为例,我公司是一家液化气储运企业,每天进出液化气量约在数百吨,每个1000m3球形储罐以查看液位对应储量,误差往往可达:e.20吨甚至更高,因此了解液化石油气储罐存量计量误差产生的原因并加以对治,对于液化气储运企业生产运营是十分必要的。
1、误差产生的原因
1.1液位计与罐体内液体受环境温度的影响的不一致性导致的误差
玻璃板液位计或磁翻板液位计是采用U形管的原理,副管与罐体上下联通,理论上副管内液体与罐体内液体应始终保持在同一高度的,因此副管内液体高度即可指示罐体内液体高度。然而在现实当中,由于副管一般为直径小于10cm的细管,而罐体为直径数米到十几米的球罐或卧罐,二者相差极大,这就造成罐体和副管内,单位体积液体受外界环境温度、光照等影响是完全不同的。由于罐体和副管金属材质上等各方面是基本相同的,因此根据热传导原理,受热面积就是影响液体温度的主要因素,我们可以简单地将罐体和副管内单位体积液体受热(或冷)能量的多少看做与其占有的受热(或冷)面积成正比。即:
△E罐_k·S罐/、,罐
△E管-k·S管,v管
△E罐一罐体内液体受热量;AE管一副管内液体受热量;K一系数;s罐—罐内盛装液体的罐壁面积;v罐一罐内液体体积;s管一副管内盛装液体的管壁面积;V管一副管内液体体积
以1000m~(直径D=12.3m)球罐和10cm副管为例,假定液体充装容器的一半,则
△E罐.k·S罐/、,罐=k·(41T(12.3~,,2y(4/31T(12.3/2)3/2)=k·0.487
△E管=k·S管/、,管-k·('rr0.1·(12.3,r2)/('rr(O.1/2)~·(12.3,2)_k·245
由此可见,在环境温度与储罐内液体温度存在差距时,副管内单位体积液体受热(冷)与罐体内单位体积受热(冷)相差约为500倍。受热不同进而造成了副管内与储罐内液体温度的不同,由于液体温度直接影响液体的密度,这就造成了副管内液体与储罐内液体的高度差。从而造成了读数误差。进而可根据密度差大体测算,在因环境温度造成液位计副管内液体温度与罐内液体温度相差10。C时,一个1000m液化气球罐读数误差可达10吨以上,在副管内温度较高时,读数偏大,副管温度较低时,读数偏小。这一结论与我们实际观察到的情况是一致的。
1.2冷凝析出的水造成的假液位
液化气的生产过程中一般都会有饱和水蒸气,因此液化气生产企业在液化气出厂前必须脱水,将水分全部去除。然而,水在液化气中的溶解性是随着温度的变化而变化的,因此,当出厂后的液化气所处环境温度低于脱水时的温度时,就仍会有水从液化气中析出。北方在冬季时,储罐所处的环境温度可达零下20℃~30℃,远低于液化气出厂脱水温度,存储液化气的储罐就会有水析出,沉积于储罐底部,因此,冬季北方液化气存储企业定时排污(即打开储罐zui低处的阀门排水)是一项正常工作。
由于储罐液位计与储罐是以u型管原理相连,液位计副管下部与储罐zui低处相连,上部与气相相连,这一结构就会造成当储罐底部有积水时,液位计副管与储罐底部就会发生液化气和罐底的水之间交互渗透,造成冷凝水倒流至液位计副管内,从而造成液位计副管内很大一部分为水。由于水的密度远高于液化气的密度,副管压力与储罐压力平衡时,副管内的液位就会低于储罐内的液化气的液位,从而造成了假液位。这种情况出现时往往造成误差比较大,1000m,球罐出现这种情况时,有时液位误差可达1m以上。
2、解决罐存误差的措施
2.1对于受环境温度影响导致的误差,可通过测量罐体外壁和液位计副管外壁(注意二者测量时都应在不受日光照射的阴凉位置),大致代表罐体内和液位计副管内液体的温度。按照液化气组分含量可大致拟出其不同温度下的密度,通过密度来校正罐内液体实际高度,例如液化气组成为3O9rD丙烷,7cy乎揖丁烷,可大致拟表格如下:

如测得罐体温度为10℃,液位计副管温度为15℃,液位计显示高度为5.OO米,则校正后罐内实际液位应为:
H=5.00x0.5476/0.5532--0.4949m。
通过实际观察,这种方法对于夏季计量校正比较实用,但冬季仍有较大误差。
2.2对于冷凝析出的水造成的假液位,可通过在副管底部加装排污阀门,定时排水加以解决。副管底部排出水后,液位计液位会缓慢上升到正确位置。
2.3通过新型液位计直接测量罐体内液位高度
雷达液位计、超生波液位计等可直接测量罐内液体的液位,消除u型连通管造成的误差,相对来说更为准确,但对于液化气储罐液位的测量以及使用效果,尚未见到相关的报道。个别使用雷达液位计的单位据反映效果也不很理想。据报道,一种新型的外测液位仪对于储罐内的液化气测量有较好的使用效果,外测液位计有别于其他液位计,其zui大的特点就是不用在容器上开孔,在容器外部就能直接测出其中液体液面的高度。其原理它是利用对人体无害的微振动原理,在容器壁外侧液面以下部位连续测出液面的高度,而完全不接触容器内的液体和气体,当外测液位仪的测量头检测到容器壁上的微小机械振动(它由液体振动特性和容器振动特l生决定)后,外测液位仪会把这些信息经过专用算法分析,判别、
剔除与液位变化无关的虚假波形,提取出其液位特征量,从而计算出液面的高度。

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