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當(dāng)前位置:*頁(yè)>>新聞資訊溶劑儲(chǔ)罐液位計(jì)在生產(chǎn)計(jì)量中同質(zhì)量流量計(jì)配合使用的效果分析

溶劑儲(chǔ)罐液位計(jì)在生產(chǎn)計(jì)量中同質(zhì)量流量計(jì)配合使用的效果分析

發(fā)布時(shí)間:2021-01-12 05:11:02??點(diǎn)擊次數(shù):1536次

一、 本文概述
近幾年來,伴隨著企業(yè)經(jīng)濟(jì)體制改革的逐漸深入以及企業(yè)科技進(jìn)步的加速發(fā)展,相比較以前對(duì)于節(jié)能及能源計(jì)量管理工作、能源計(jì)量器具的配備有了更高更新的要求。能源計(jì)量對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展來說,是一個(gè)非常重要的事情,是企業(yè)邁向現(xiàn)代化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的基礎(chǔ)。企業(yè)需要通過能源計(jì)量這種手段對(duì)對(duì)能源進(jìn)行科學(xué)管理,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,提高經(jīng)濟(jì)效益,失去了正確的計(jì)量基礎(chǔ)工作,就無法有效地維護(hù)企業(yè)的利益,無法有效地提高經(jīng)濟(jì)效益。能源計(jì)量器具是能源計(jì)量工作的物質(zhì)基礎(chǔ),科學(xué)合理地配置、管理計(jì)量器具是企業(yè)做好能源計(jì)量工作的技術(shù)保證,因此企業(yè)中能源計(jì)量工作尤顯重要。溶劑儲(chǔ)罐液位計(jì)是工業(yè)生產(chǎn)中一種非常普遍、用量特別大的液位測(cè)量?jī)x表,在許多的液位測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮了重要作用。撰寫本文就是對(duì)溶劑儲(chǔ)罐液位計(jì)計(jì)量產(chǎn)生誤差原因進(jìn)行分析,提出解決意見,并對(duì)其他流量計(jì)的原理及性能進(jìn)行分析,從而可以即安全又準(zhǔn)確的保證生產(chǎn)運(yùn)行和維護(hù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。
二、 問題背景
液化氣*三分公司坐落在大港區(qū)板廠路,長(zhǎng)期擔(dān)負(fù)著通過80公里液化石油氣輸送管線的輸送任務(wù)和少量的鋼瓶罐裝業(yè)務(wù)。液化氣*一分公司坐落在西青區(qū)汪莊子村南,擔(dān)負(fù)著全市及近郊約10萬民用戶和部分工商戶的用氣業(yè)務(wù)。一直以來,對(duì)一、三分公司通過80公里高壓管線輸送液化石油氣的情況始終采用液化石油氣儲(chǔ)罐的液位計(jì)量,方法是采用溶劑儲(chǔ)罐液位計(jì)的計(jì)量方法。溶劑儲(chǔ)罐液位計(jì)是利用磁耦合作用的原理,儀表和儲(chǔ)罐連接形成連通器,在儀表內(nèi)設(shè)有磁性浮子,為確保液位顯示準(zhǔn)確,磁性浮子的比重參數(shù)按容器內(nèi)介質(zhì)的密度設(shè)計(jì),在儀表連通管外表面設(shè)有顯示器,顯示器安裝外顯磁翻板。磁性浮子在連通管內(nèi)隨儲(chǔ)罐液位的變化上、下浮動(dòng)時(shí),通過磁耦合作用,顯示器的磁翻板也同步翻轉(zhuǎn)變換顏色,紅色顯示液相,白色顯示氣相,紅白顏色交界處就是儲(chǔ)罐內(nèi)的實(shí)際液位。此種液位計(jì)及計(jì)量方式一直沿用至今,但是,我們經(jīng)過一段時(shí)間的跟蹤監(jiān)測(cè)。發(fā)現(xiàn)按溶劑儲(chǔ)罐液位計(jì)的讀數(shù)來計(jì)算,結(jié)果不可靠。例如一臺(tái)1000M3的液化石油氣儲(chǔ)罐,不同時(shí)間讀取的數(shù)據(jù),計(jì)算出的結(jié)果有時(shí)(特別是夏季)相差10噸左右。見數(shù)據(jù)1:    
三、 問題分析
以1000M3(直徑為12.3m)為例。我們知道,液體受熱會(huì)膨脹,其密度會(huì)變小。相反,液體受冷時(shí)其體積會(huì)縮小,密度會(huì)變大。特別是罐體內(nèi)液體較多時(shí),在環(huán)境溫度高于罐內(nèi)溫度時(shí),儲(chǔ)罐吸熱,而在環(huán)境溫度低于儲(chǔ)罐內(nèi)溫度時(shí),儲(chǔ)罐放熱,根據(jù)一年多時(shí)間的觀察、觀測(cè),也就是說儲(chǔ)罐內(nèi)的溫度變化不如環(huán)境溫度變化大。見數(shù)據(jù)2:

日期 罐號(hào) 當(dāng)日下午儲(chǔ)罐液位噸數(shù) 次日上午儲(chǔ)罐液位噸數(shù)
尺高 噸數(shù) 環(huán)境溫度 尺高 噸數(shù) 環(huán)境溫度
4.24 8# 4. 9l 198 29℃ 4. 8l l 9l 24℃
5.20 l# 4.35 l62 3l ℃ 4.25 l55 27℃
5.28 l# 4.18 l 5l 27℃ 4.12 147 24℃
5.29 l0# 4.58 176 33℃ 4.50 l 7l 30℃
7.26 9# 4.89 l97 32℃ 4.79 l90 28℃
10.17 11# 4.38 l64 22℃ 4. 3l l59 l 8℃
 
日期 環(huán)境溫度 當(dāng)日下午儲(chǔ)罐液位噸數(shù) 次日上午儲(chǔ)罐液位噸數(shù)
尺高 噸數(shù) 罐溫度 尺高 噸數(shù) 罐溫度
5.14 2# 25℃ 3.27 98.6 23℃ 3.25 97.53 22℃
5.14 l# 23℃ 3.13 91.17 23℃ 、3.13 91.17 2l ℃
5.16 l#l 6℃ 6.37 297.8 l 5℃ 6.37 297.8 l 4℃
5.17 l#l 7℃ 5.77 265.4 l 6℃ 5.77 265.4 l 6℃
5.17 2#l 9℃ 3.16 92.75 l 8℃ 3.16 92.75 l 7℃
5.18 l# 20℃ 5.07 208.9 l 9℃ 5.02 205.6 20℃
6.03 8# 27℃ 6.25 289.5 25℃ 6.19 285.4 25℃
表中可見罐內(nèi)溫度變化比較平穩(wěn)。而液位計(jì)與儲(chǔ)罐相連接的連通管直徑較小(DN50),管內(nèi)的液體數(shù)量很少,受環(huán)境溫度影響很大,特別是連通管處在陽(yáng)光直射位置時(shí),其溫度變化更大,就是說,儲(chǔ)罐內(nèi)的液體溫度和與液位計(jì)連通管內(nèi)的液體溫度不同,則其密度也不同。一般認(rèn)為,連通管內(nèi)的液面高度和罐內(nèi)液面高度應(yīng)處于同一水平上,其實(shí)不一定。我們做了一個(gè)實(shí)驗(yàn),在室外溫度為30℃時(shí),連通管的溫度為30℃,儲(chǔ)罐內(nèi)的溫度為22℃,特別是由于液化石油氣的膨脹系數(shù)比水大得多,密度的差異就更大。這時(shí),儲(chǔ)罐內(nèi)液體與連通管內(nèi)液體關(guān)系如同U型壓差計(jì)的工作原理一樣,兩側(cè)的液體相對(duì)連接管底部水平段的作用力相等,假設(shè)儲(chǔ)罐內(nèi)的液化石油氣組份為:
1、丙烷:丁烷=50:50
2、儲(chǔ)罐內(nèi)液化石油氣平均溫度T℃
3、連通管內(nèi)液化石油氣平均溫度t℃
4、儲(chǔ)罐內(nèi)液位為H(m)
5、連通管內(nèi)液位為h(m)     10℃時(shí)  ρ丙10=0.516
ρ丁10=0.570
40℃時(shí)  ρ丙40=0.469
ρ丁40=0.532     則混合密度為:     ρш10=∑ρiVi-0.516×0.5+0.570×0.5=0.543     ρш40=∑ρiVi=0.469×0.5+0.532×0.5=0.501     液體密度變化的溫度系數(shù)為:     v=(ρш40-ρш10)/(40-10)=(0.501-0.543)/(40-10)= -0.0014     在某一溫度t℃時(shí)的密度為     ρt=ρ10+v(t-10)     連通管的液位高度為h時(shí),對(duì)連通管底部水平的壓強(qiáng)為:     P=P0+ρqh     任意時(shí)刻,連通管內(nèi)液柱和儲(chǔ)罐內(nèi)液柱對(duì)連通管水平段所產(chǎn)生的壓強(qiáng)必定相等,則:     P0+ρgh=P0+ρvgH     H=ρth/ρT=(1-v(T-t)/(ρ10+(T-l0)))h       式-l     ①當(dāng)環(huán)境溫度高于儲(chǔ)罐內(nèi)溫度時(shí),     設(shè)t=30℃ ,T=20℃ ,由式-l可得     H=(1+0.0014×(20-30)/(0.543-0.0014(20-10)))h       式-2     ②當(dāng)環(huán)境溫度低于儲(chǔ)罐內(nèi)的溫度時(shí),     設(shè)t=10℃,T=20℃     H=(1+0.026)h=1.026h              式-3     以上分析說明,液位計(jì)液位讀數(shù)與儲(chǔ)罐內(nèi)的實(shí)際液位是有差距的,而且溫差越大,則差距就越大,這樣用液位計(jì)的讀數(shù)h直接查儲(chǔ)罐容積表,計(jì)算出的質(zhì)量結(jié)果必然不準(zhǔn)確,而且罐的容積越大,誤差越大,特別是液位剛好在儲(chǔ)罐赤道帶附近時(shí),誤差更大,這樣就印證了前面所觀測(cè)的數(shù)據(jù)變化情況。     以1000M3球罐為例,不考慮氣相的影響,設(shè)液位計(jì)讀數(shù)h=7m,設(shè)液位計(jì)內(nèi)的液體溫度為30℃,罐內(nèi)液體平均溫度為20℃,根據(jù)式-2,得罐內(nèi)液位為:     H=0.974h=0.974×7=6.82m,查罐容表,得到液體的體積分別為:     586.928m3和565.873m3     罐內(nèi)在20℃時(shí)的混合密度:     ρ20=ρ10+v(T-10)=0.543-0.0014(20-10)=0.529     310.48噸和299.347噸,則偏多11.13噸,反之則偏少。    
四、 解決問題的辦法
按上述分析的情況看,溶劑儲(chǔ)罐液位計(jì)在計(jì)量上確實(shí)存在讀數(shù)誤差的問題,解決該問題可以采用:
① 將溶劑儲(chǔ)罐液位計(jì)安裝防曬裝置,選好讀取時(shí)間,能在一定程度上克服環(huán)境因素對(duì)液位計(jì)讀數(shù)的影響,選擇在氣溫比較接近儲(chǔ)罐內(nèi)溫的時(shí)候,如夏天在日出之前讀數(shù),冬天在早上9:00左右讀數(shù),但該辦法對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行有一定的影響;
②在讀數(shù)前,將液位計(jì)中液體全部放掉,換入罐內(nèi)新的液化石油氣,然后盡快讀取液位數(shù)據(jù),這種方法不安全。
③采用浮子式鋼帶液位計(jì)計(jì)量,該液位計(jì)是根據(jù)力平衡原理,當(dāng)液面上升時(shí),鋼帶張力減少松馳,系統(tǒng)平衡受到破壞,而作為力平衡源的盤簧力矩減少而做相應(yīng)收卷,把已松馳的鋼帶纏在鋼帶輪上使鋼帶張緊,使系統(tǒng)平衡,液面下降的則反之。鋼帶上打有非常均勻的小孔,當(dāng)鋼帶上下移動(dòng)時(shí),其孔正好與鏈輪上的齒咬合,并帶動(dòng)表頭上的齒輪及指針進(jìn)行液位顯示。由于制造技術(shù)和安裝質(zhì)量上存在問題,目前,就國(guó)產(chǎn)鋼帶液位計(jì)而言,很大一部分是失效的,在罐內(nèi)液位很低時(shí),高速進(jìn)人的液化石油氣容易使鋼帶液位計(jì)系統(tǒng)的浮筒及其導(dǎo)向鋼絲波動(dòng)很大。再有,不同組份的液化石油氣及不同溫度下,密度不同,致使液體對(duì)浮筒的浮力不同,出現(xiàn)誤差,影響液位計(jì)的顯示精度。
④為更好地、科學(xué)合理地配置計(jì)量裝置,維護(hù)企業(yè)利益,我們?cè)趩⒂萌止久绹?guó)產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)的基礎(chǔ)上,在一分公司也安裝上美國(guó)產(chǎn)DS300S/56SU型質(zhì)量流量計(jì),該種流量計(jì)由傳感器、變送器、顯示器三部分組成,該設(shè)備具有壓力、溫度、密度補(bǔ)償功能,流量計(jì)精度可達(dá)±0.2%,系統(tǒng)精度可達(dá)±0.35%,它是通過輸送液體流量由傳感器將采集數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給變送器,由變送器將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析調(diào)整以獲得高精度的質(zhì)量流量信號(hào),通過顯示器將流量、噸數(shù)顯示出來。經(jīng)一段時(shí)間的運(yùn)行,兩單位計(jì)量數(shù)據(jù)誤差基本控制在0.6%以下。見數(shù)據(jù)3:     運(yùn)行中,該質(zhì)量流量計(jì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象,經(jīng)數(shù)據(jù)跟蹤采集觀察,密度值在0.54噸/m3以下時(shí),流量計(jì)開始出現(xiàn)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象,經(jīng)分析驗(yàn)證管道中確實(shí)存在氣相液化石油氣。怎樣才能解決這一問題,我們考慮流量計(jì)安裝位置起決定性作用,安裝流量計(jì)*高點(diǎn)必須低于工藝管道的高度,只有這樣,才能保證流量計(jì)在非工作時(shí)的充滿度,避免液相管道中出現(xiàn)氣化而產(chǎn)生流量計(jì)零點(diǎn)漂移。    
綜上所述,采用質(zhì)量流量計(jì),可避免因溫度、壓力、密度的影響而產(chǎn)生誤差,同時(shí),儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行,仍離不開浮子式溶劑儲(chǔ)罐液位計(jì),雙重并用,既可保證安全運(yùn)行,又確保計(jì)量的準(zhǔn)確。
日期 三公司流量計(jì) 一公司流量計(jì) 實(shí)際誤差 系統(tǒng)充許誤差
04.5.1 l52.57 l51.72 0.85 ±1.07
04.5.2 173.98 175.69 -1.7l ±1.22
04.5.9 l46.3 l45.65 0.65 ±1.02
04.6.16 301.47 299.4l 2.06 ± 2.1l
04.5.2 l 310.4l 3l 0 .7l -0.3 ±2.17
 

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