液化石油氣儲(chǔ)罐玻璃板液位計(jì)計(jì)量誤差初探- 理工論文

1、    液化石油氣儲(chǔ)罐玻璃板液位計(jì)計(jì)量誤差初探- 理工論文              一、前言近年來(lái)，我國(guó)液化石油氣市場(chǎng)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(chǔ)配站場(chǎng)遍布各地，儲(chǔ)存罐的數(shù)量也就越來(lái)越多，單罐容積也有增大的趨勢(shì)。眾所周知，計(jì)量工作對(duì)于一個(gè)企業(yè)是非常重要的，沒(méi)有正確的計(jì)量，談不上維護(hù)企業(yè)的利益、提高企業(yè)的信譽(yù)、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(jià)高量大，計(jì)量工作尤顯重要。二、問(wèn)題的提出以船

2、運(yùn)液化石油氣碼頭交接貿(mào)易為例，其計(jì)量方法一般是用體積重量法，即首先測(cè)量計(jì)算得到液體體積，再換算成重量的方法，船上儲(chǔ)罐的液位測(cè)定普遍采用撥桿式液位計(jì)，也有直接在儀表艙讀數(shù)的，一般認(rèn)為，操作規(guī)范時(shí)，拔桿式液位計(jì)讀數(shù)比較可靠，岸上接收庫(kù)的液化石油氣球罐，按規(guī)定其液位測(cè)定，除采用玻璃板式液位計(jì)外，還要設(shè)磁跟蹤鋼帶液位計(jì)，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(jì)量為準(zhǔn)，岸上接收罐的計(jì)量是必不可少的，不要以為船上拔桿式液位計(jì)可靠，計(jì)量準(zhǔn)確，岸上接收罐的計(jì)量就不重要了，實(shí)際上船上讀數(shù)也會(huì)有問(wèn)題，如拉桿式液位計(jì)的拉放速度、停留的時(shí)間、風(fēng)浪的大小等都可能影響其讀數(shù)的準(zhǔn)確性，船體陳舊時(shí)，由于已作

3、過(guò)多次維修改造，其容積表的準(zhǔn)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(jì)量也罷，盤(pán)點(diǎn)計(jì)量也罷，岸罐計(jì)量的準(zhǔn)確性是客觀要求。 許多人對(duì)液化石油氣球罐上玻璃板直讀式液位計(jì)的液位讀數(shù)一直沒(méi)有懷疑。其實(shí)，其讀數(shù)直接用于計(jì)量時(shí)存在一定問(wèn)題。筆者幾年來(lái)在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，用玻璃板液位計(jì)的讀數(shù)來(lái)計(jì)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(shí)間讀取的數(shù)據(jù)，計(jì)算出的結(jié)果有時(shí)相差10噸以上，根本不可取。三、問(wèn)題分析如附頁(yè)圖一1所示，以1,000米3球罐（12米）為例，其玻璃液位計(jì)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(rèn)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(shí)不一定，可能差別很大，進(jìn)人導(dǎo)管內(nèi)的液體，如同進(jìn)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(chǔ)罐內(nèi)液柱對(duì)等的壓力，其作用有如一個(gè)活塞，阻隔著經(jīng)直管內(nèi)的液體流向儲(chǔ)罐內(nèi)。由于儲(chǔ)罐容積大，特別是在儲(chǔ)液很多時(shí)，儲(chǔ)罐實(shí)際上成了一個(gè)大“熱容”，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，也就是說(shuō)，儲(chǔ)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)管很小（DN50），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(yáng)光直射位置時(shí)，其溫度變化更大。我們知道，液體受熱會(huì)膨脹，其密度會(huì)變小，相反，液

5、體受冷時(shí)其體積會(huì)縮小，密度會(huì)變大，就是說(shuō)，若果儲(chǔ)罐內(nèi)液體的溫度和導(dǎo)管內(nèi)液體的溫度不同時(shí)，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(jì)。這時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)液體和導(dǎo)管內(nèi)液體的關(guān)系，如同“U”形壓差計(jì)的工作原理一樣，兩側(cè)液柱對(duì)“活塞”（水平段）的作用力相等。假設(shè)儲(chǔ)罐內(nèi)的液化石油氣為：1丙烷：異丁烷=50：50。2儲(chǔ)罐內(nèi)平均溫度為T(mén)。3導(dǎo)管內(nèi)液體的平均溫度為t。4儲(chǔ)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(jiàn)附頁(yè)）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(shí)：丙15=0.507 丁15 =0.56340時(shí)：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(shí)的密度為（亦可以直接查圖一2）t=15+(t-15)液位為h時(shí)，產(chǎn)生的壓強(qiáng)為：P=P0+*g*h任何平衡時(shí)刻，導(dǎo)管內(nèi)液柱和儲(chǔ)罐內(nèi)液柱對(duì)水平段所產(chǎn)生的壓強(qiáng)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(dāng)環(huán)境溫度高于儲(chǔ)罐內(nèi)溫度時(shí)，設(shè) t 30，T 20，由式一1可得：H=(1+0.00138*(20-30)/(0.535-0.00138(20-15)*h=(1-0.0026)*h=0.974h2當(dāng)環(huán)境溫度低于儲(chǔ)罐內(nèi)溫度時(shí)，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(shuō)明，液位計(jì)讀數(shù)和儲(chǔ)罐內(nèi)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)讀數(shù)h直接查儲(chǔ)罐容積表，計(jì)算出的重量結(jié)果必然不準(zhǔn)確，而且罐的容積越大，誤差就越大，特別是液位剛好在儲(chǔ)罐赤道帶或附近時(shí)誤差大。 關(guān)鍵詞:計(jì)量,玻璃,溫度,液體,油氣,化石,理工論文,液化石油氣儲(chǔ)罐玻璃板液位計(jì)計(jì)量誤差初探- 內(nèi)容摘要:一、前言 近年來(lái)，我國(guó)液化石油氣市場(chǎng)發(fā)展很快，家用、商用