液化石油氣儲罐玻璃板液位計計量誤差初探- 理工論文

1、    液化石油氣儲罐玻璃板液位計計量誤差初探- 理工論文              一、前言近年來，我國液化石油氣市場發(fā)展很快，家用、商用和工業(yè)用氣量持續(xù)增加，大小液化石油氣儲配站場遍布各地，儲存罐的數(shù)量也就越來越多，單罐容積也有增大的趨勢。眾所周知，計量工作對于一個企業(yè)是非常重要的，沒有正確的計量，談不上維護企業(yè)的利益、提高企業(yè)的信譽、搞好生產(chǎn)管理，還容易產(chǎn)生貿(mào)易摩擦，石油產(chǎn)品的貿(mào)易往往價高量大，計量工作尤顯重要。二、問題的提出以船

2、運液化石油氣碼頭交接貿(mào)易為例，其計量方法一般是用體積重量法，即首先測量計算得到液體體積，再換算成重量的方法，船上儲罐的液位測定普遍采用撥桿式液位計，也有直接在儀表艙讀數(shù)的，一般認為，操作規(guī)范時，拔桿式液位計讀數(shù)比較可靠，岸上接收庫的液化石油氣球罐，按規(guī)定其液位測定，除采用玻璃板式液位計外，還要設(shè)磁跟蹤鋼帶液位計，這兩種設(shè)備的讀數(shù)似乎都可靠。 不管是以船上或岸上的那一方計量為準，岸上接收罐的計量是必不可少的，不要以為船上拔桿式液位計可靠，計量準確，岸上接收罐的計量就不重要了，實際上船上讀數(shù)也會有問題，如拉桿式液位計的拉放速度、停留的時間、風(fēng)浪的大小等都可能影響其讀數(shù)的準確性，船體陳舊時，由于已作

3、過多次維修改造，其容積表的準確性也值得懷疑，其它一些人為因素也不是不可能。所以，作為收發(fā)計量也罷，盤點計量也罷，岸罐計量的準確性是客觀要求。 許多人對液化石油氣球罐上玻璃板直讀式液位計的液位讀數(shù)一直沒有懷疑。其實，其讀數(shù)直接用于計量時存在一定問題。筆者幾年來在實踐中發(fā)現(xiàn)，用玻璃板液位計的讀數(shù)來計算，結(jié)果極不可靠，比如同一罐（ l,000米3）液化石油氣，不同時間讀取的數(shù)據(jù)，計算出的結(jié)果有時相差10噸以上，根本不可取。三、問題分析如附頁圖一1所示，以1,000米3球罐（12米）為例，其玻璃液位計裝于球罐液位導(dǎo)管ABCD的豎直段BC上，該管上下分別與罐頂和罐底相通。一般認為，導(dǎo)管內(nèi)的液面和罐內(nèi)液面

4、處于同一水平面上，其實不一定，可能差別很大，進人導(dǎo)管內(nèi)的液體，如同進人了死胡同，在某一平衡狀態(tài)下，導(dǎo)管水平段CD內(nèi)的液體承受著垂直段BC內(nèi)液柱和儲罐內(nèi)液柱對等的壓力，其作用有如一個活塞，阻隔著經(jīng)直管內(nèi)的液體流向儲罐內(nèi)。由于儲罐容積大，特別是在儲液很多時，儲罐實際上成了一個大“熱容”，在環(huán)境溫度高于罐內(nèi)溫度時，儲罐吸熱，而在環(huán)境溫度低于儲罐內(nèi)溫度時，儲罐放熱，也就是說，儲罐內(nèi)的溫度變化不如環(huán)境溫度變化大，罐內(nèi)溫度變化比較溫和，而導(dǎo)管很?。―N50），其中的液體數(shù)量很少，導(dǎo)管壁完全暴露，故受環(huán)境影響很大，特別是導(dǎo)管處在陽光直射位置時，其溫度變化更大。我們知道，液體受熱會膨脹，其密度會變小，相反，液

5、體受冷時其體積會縮小，密度會變大，就是說，若果儲罐內(nèi)液體的溫度和導(dǎo)管內(nèi)液體的溫度不同時，則其密度也不同，特別是液化石油氣的膨脹系數(shù)比水的大得多，密度的差異就更大，不能忽略不計。這時，儲罐內(nèi)液體和導(dǎo)管內(nèi)液體的關(guān)系，如同“U”形壓差計的工作原理一樣，兩側(cè)液柱對“活塞”（水平段）的作用力相等。假設(shè)儲罐內(nèi)的液化石油氣為：1丙烷：異丁烷=50：50。2儲罐內(nèi)平均溫度為T。3導(dǎo)管內(nèi)液體的平均溫度為t。4儲罐內(nèi)液位為H（m）5導(dǎo)管內(nèi)液位為h（m）根據(jù)烷烴液體的比重和溫度關(guān)系圖 2可知，丙烷和丁烷的比重在-20- 50范圍內(nèi)呈直線變化，而且兩直線大體平行。由圖-2（見附頁）可查得密度（這里，在數(shù)值上，比重和密

6、度是相等的）如下：15時：丙15=0.507 丁15 =0.56340時：丙40 =0.468 丁40=0.533則混合密度為：m15=iVi=0.507×0.5+0.563×0.5=0.535m40=0.468×0.5+0.533×0.5=0.5005液體密度變化的溫度系數(shù)為：=(m40-m15)/(40-15)=(0.5005-0.535)/25=-0.00138某一溫度t時的密度為（亦可以直接查圖一2）t=15+(t-15)液位為h時，產(chǎn)生的壓強為：P=P0+*g*h任何平衡時刻，導(dǎo)管內(nèi)液柱和儲罐內(nèi)液柱對水平段所產(chǎn)生的壓強必定相等，則：P0+*g*

7、h=P0+*g*HH=th/T=(15+(t-15)/(15+(T-15)*h=(1-(T-t)/(15+(T-15)*h1當環(huán)境溫度高于儲罐內(nèi)溫度時，設(shè) t 30，T 20，由式一1可得：H=(1+0.00138*(20-30)/(0.535-0.00138(20-15)*h=(1-0.0026)*h=0.974h2當環(huán)境溫度低于儲罐內(nèi)溫度時，設(shè)t10，T20由式一1可得：H（ l 0.026） h 1.026h（式一3）以上分析說明，液位計讀數(shù)和儲罐內(nèi)實際液位是有差距的，而且溫差越大，則差距就越大，這樣，用液位計讀數(shù)h直接查儲罐容積表，計算出的重量結(jié)果必然不準確，而且罐的容積越大，誤差就越大，特別是液位剛好在儲罐赤道帶或附近時誤差大。 關(guān)鍵詞:計量,玻璃,溫度,液體,油氣,化石,理工論文,液化石油氣儲罐玻璃板液位計計量誤差初探- 內(nèi)容摘要:一、前言 近年來，我國液化石油氣市場發(fā)展很快，家用、商用