一、前言

近年來，隨著企業(yè)經(jīng)濟(jì)體制改革的深入，對(duì)節(jié)能和能源計(jì)量管理工作、能源計(jì)量器具的配置提出了新的要求。 能源計(jì)量工作對(duì)企業(yè)非常重要，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理的重要基礎(chǔ)，能源計(jì)量是企業(yè)科學(xué)管理能源、實(shí)現(xiàn)節(jié)能消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。 沒有正確的計(jì)量，就不能維持企業(yè)利益，提高經(jīng)濟(jì)效益的能源計(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)進(jìn)行能源計(jì)量工作的技術(shù)保證，因此在企業(yè)中能源計(jì)量工作尤為重要。

二、提出問題

液化氣第三分公司位于大港區(qū)板廠公路，通過80公里的液化石油氣輸送線長期承擔(dān)輸送任務(wù)和少量罐頭業(yè)務(wù)。 液化氣*分公司位于西青區(qū)汪莊子村南，負(fù)責(zé)全市近郊約10萬用戶和部分商店的煤氣業(yè)務(wù)。 以往，一、三分公司通過80公里的高壓管線輸送液化石油氣時(shí)，采用液化石油氣罐的液位計(jì)量。 方法是磁反轉(zhuǎn)板液位計(jì)的計(jì)量方法。 磁反轉(zhuǎn)板液位計(jì)利用磁耦合作用的原理，儀表與罐相連形成連通器，儀表內(nèi)設(shè)置磁浮，為確保液位顯示的準(zhǔn)確性，磁浮的比重參數(shù)按容器內(nèi)介質(zhì)的密度設(shè)計(jì)，儀表連通管的外表面設(shè)置顯示器，在顯示器上安裝外顯磁反轉(zhuǎn)板。 當(dāng)磁浮在連通管內(nèi)隨罐液位的變化而上下浮動(dòng)時(shí)，通過磁耦合作用，顯示器的磁反轉(zhuǎn)板也同時(shí)反轉(zhuǎn)顏色，紅色顯示液相，白色顯示氣相，紅白色的邊界為罐內(nèi)的實(shí)際液位。 這種液位計(jì)和計(jì)量方式一直持續(xù)到現(xiàn)在，我們做了一段時(shí)間的跟蹤監(jiān)視。 用磁翻轉(zhuǎn)板液位計(jì)的讀數(shù)計(jì)算的結(jié)果不可靠。 例如，在1臺(tái)1000M3的液化石油氣罐中，隨著時(shí)間讀取的數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果(特別是夏天)有時(shí)會(huì)不同10噸左右。 見數(shù)據(jù)1 :

三、問題分析

以1000M3(直徑12.3m )為例。 已知液體受熱后膨脹，密度變小。 相反，液體冷卻時(shí)體積縮小，密度增大。 特別是罐內(nèi)液體較多時(shí)，環(huán)境溫度高于罐內(nèi)溫度時(shí)罐吸熱，環(huán)境溫度低于罐內(nèi)溫度時(shí)罐發(fā)熱，根據(jù)1年以上的觀測(cè)，罐內(nèi)的溫度變化大于環(huán)境溫度變化。 見數(shù)據(jù)2 :

日期

公告牌號(hào)

當(dāng)天下午罐液面噸位

第二天上午水箱液位噸位

尺高

噸位

環(huán)境溫度

尺高

噸位

環(huán)境溫度

4.24

8#

4.9l

198

29℃

4.8l

l9l

24℃

5.20

l#

4.35

l62

3l℃

4.25

l55

27℃

5.28

l#

4.18

l5l

27℃

4.12

147

24℃

5.29

l0#

4.58

176

33℃

4.50

l7l

30℃

7.26

九#

4.89

l97

32℃

4.79

l90

28℃

10.17

十一#

4.38

l64

22℃

4.3l

l59

l8℃

日期

環(huán)境溫度

當(dāng)天下午罐液面噸位

第二天上午水箱液位噸位

尺高

噸位

罐子的溫度

尺高

噸位

罐子的溫度

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#l6℃

6.37

297.8

l5℃

6.37

297.8

l4℃

5.17

l#l7℃

5.77

265.4

l6℃

5.77

265.4

l6℃

5.17

2#l9℃

3.16

92.75

l8℃

3.16

92.75

l7℃

5.18

l#20℃

5.07

208.9

l9℃

5.02

205.6

20℃

6.03

8#27℃

6.25

289.5

25℃

6.19

285.4

25℃

從表中可以看出，油箱內(nèi)的溫度變化比較平穩(wěn)。 另一方面，液位計(jì)與罐連接的連通管的直徑小( DN50 )，管內(nèi)的液體數(shù)量少，環(huán)境溫度的影響大，特別是連通管處于直射日光的位置時(shí)，其溫度變化大，即罐內(nèi)的液體溫度和液位計(jì)連通管內(nèi)的液體溫度不同，其密度也不同。 連通管內(nèi)的液面高度和容器內(nèi)的液面高度必須是相同水平，但并非一定是這樣。 室外溫度為30℃時(shí)，連通管溫度為30℃，罐內(nèi)溫度為22℃，特別是液化石油氣的膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于水，因此進(jìn)行了密度差異較大的實(shí)驗(yàn)。 此時(shí)，罐內(nèi)液體與連通管內(nèi)的液體的關(guān)系如u型差壓計(jì)的工作原理那樣，兩側(cè)的液體相對(duì)于連接管底部的水平段的力相等，罐內(nèi)的液化油氣成分

1、丙烷:丁烷=50:50 2、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、罐內(nèi)液位為H(m) 5、連通管內(nèi)液位為h(m )

在10℃下ρpro 10 =0. 516ρpro 10 =0. 570 40℃下ρpro 40 =0. 469ρpro 40 =0. 532

混合密度如下所示

ρж2222222222鏗鏘鏘鏘、蒼蠅、蒼蠅

ρъ2222222錚錚錚作響

液體密度變化的溫度系數(shù)如下:

v=(ρ視圖40-ρ視圖10 )/( 40-10 ) = (0. 501-0.543 )/( 40-10 ) =-0.0014

某溫度t℃下密度

ρt=ρ10+v(t-10 )

連通管液面水平為h時(shí)，相對(duì)于連通管的底部水平的壓力如下

P=P0+ρqh

在任何時(shí)候，如果連通管內(nèi)液柱和罐內(nèi)液柱在連通管水平段產(chǎn)生的壓力不相等，則如下所述

P0+ρgh=P0+ρvgH

h =ρth /ρt = (1- v ( t-t )/(ρ10 + ( t-l0) ) ) h式-l

①環(huán)境溫度高于罐內(nèi)溫度時(shí)

當(dāng)t=30℃、T=20℃時(shí)，可以由式-l得到

h = (1+ 0.0014×( 20-30 )/( 0.543-0.0014 ( 20-10 ) ) ) h式-2

②環(huán)境溫度低于罐內(nèi)溫度時(shí)

設(shè)定t=10℃、T=20℃

H=(1+0.026)h=1.026h式-3

根據(jù)以上的分析，水平計(jì)的液面水平的讀取值和罐內(nèi)的實(shí)際液面水平有差異，溫度差越大，差異就越大。 這樣用液位計(jì)的讀取值h直接調(diào)查容器容積表，計(jì)算出的質(zhì)量結(jié)果必然不正確，容器容積越大誤差越大，特別是液面水平越靠近容器赤道附近誤差越大，證實(shí)了以前觀測(cè)到的數(shù)據(jù)變化狀況。

以1000M3球罐為例，不考慮氣相的影響，液位計(jì)為h=7m，液位計(jì)內(nèi)的液體溫度為30℃，罐內(nèi)的液體平均溫度為20℃，根據(jù)式-2得到罐內(nèi)的液位

H=0.974h=0.974×7=6.82m，檢查罐容器表，得到液體的體積分別如下

586.928m3和565.873m3

罐內(nèi)20℃下的混合密度:

ρ20 =ρ10 + v ( t-10 ) =0. 543-0.0014 ( 20-10 ) =0. 529

310.48噸和299.347噸，多為11.13噸，反而少。

四、解決問題的辦法

從上述分析的情況來看，磁盤液位計(jì)確實(shí)存在測(cè)量誤差的問題，為了解決這個(gè)問題，①將磁盤液位計(jì)安裝在防曬裝置上，決定讀取時(shí)間，在一定程度上克服環(huán)境因素對(duì)液位計(jì)測(cè)量值的影響，當(dāng)氣溫比較接近水箱內(nèi)的溫度時(shí)，在夏天測(cè)量到日出為止， 冬天早晨9:00左右測(cè)量，該方法對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行有一定影響②讀取前，先將液位計(jì)上的液體全部抽出，換成罐內(nèi)的新液化石油氣，即刻讀取液位數(shù)據(jù)是不安全的。 ③采用浮動(dòng)式鋼帶液位計(jì)，該液位計(jì)根據(jù)力平衡原理，液面上升時(shí)鋼帶張力松弛，系統(tǒng)平衡被破壞，作為力平衡來源的螺旋彈簧扭矩減少并卷繞，松弛的鋼帶纏繞在鋼帶環(huán)上，使鋼帶緊張，保持系統(tǒng)平衡 鋼帶有非常均勻的小孔，鋼帶上下移動(dòng)時(shí)，該孔與鏈輪的齒嚙合，移動(dòng)集管的齒輪和指針，顯示液面水平。 由于制造技術(shù)和安裝質(zhì)量存在問題，目前國產(chǎn)鋼帶液位計(jì)大部分出現(xiàn)故障，罐內(nèi)水平較低時(shí)，高速進(jìn)人的液化石油氣容易使鋼帶液位計(jì)系統(tǒng)的浮子及其導(dǎo)線發(fā)生較大變動(dòng)。 而且，由于液化石油氣體和溫度的不同，液體對(duì)浮子的浮力也不同，產(chǎn)生誤差，影響液位計(jì)的顯示精度。 ④為了更好、科學(xué)合理地配置測(cè)量裝置，保護(hù)企業(yè)利益，我們?cè)趩⒂昧巳止镜拿绹a(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)的基礎(chǔ)上，在子公司也設(shè)置了美國產(chǎn)DS300S/56SU型質(zhì)量流量計(jì)，這種流量計(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)的精度 0.2%，系統(tǒng)精度為±； 0.35%是通過輸送液體流量，將傳感器收集到的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給變送器，對(duì)變送器收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析調(diào)整，得到高精度的質(zhì)量流量信號(hào)，在顯示器上顯示流量噸位。 經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，兩單位的計(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，數(shù)據(jù)跟蹤觀察，密度值低于0.54噸/m3時(shí)，流量計(jì)開始出現(xiàn)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，分析確認(rèn)管道中存在氣相液化石油氣。 如何解決這個(gè)問題，只有流量計(jì)的設(shè)置位置起到?jīng)Q定性作用，設(shè)置流量計(jì)的zui高度必須低于工藝管道的高度，才能保證流量計(jì)不工作時(shí)的充滿度，防止液相管道發(fā)生氣化而產(chǎn)生流量計(jì)的零位偏移。

如上所述，采用質(zhì)量流量計(jì)可避免溫度、壓力、密度的影響引起的誤差，同時(shí)油箱的安全運(yùn)行不離開浮動(dòng)式磁翻轉(zhuǎn)板液位計(jì)，可雙重并用保證安全運(yùn)行，確保計(jì)量的準(zhǔn)確性。

日期

三公司流量計(jì)

一家流量計(jì)

實(shí)際誤差

系統(tǒng)容許誤差

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

04.5.2l

310.4l

3l0.7l

-0.3

±； 2.17

以上就是翻板液位計(jì)量表與質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量分析文章的全部內(nèi)容