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液化石油氣既是煉化企業(yè)的主要產(chǎn)品，也是重要原料之一。由于液化石油氣的物理性質(zhì)較其他石油產(chǎn)品（如汽油、煤油、柴油等）有其特殊性，對流量計的穩(wěn)定運(yùn)行和測量準(zhǔn)確度影響較大，因此成為煉化企業(yè)流量測量的一大難題。我們通過不斷摸索，以及改進(jìn)測量手段和測量方法，同時得益于近十年來流量計技術(shù)的日趨成熟，目前比較好地解決了這一問題。下面分兩個方面介紹一下我們的做法。
一、影響液化石油氣流量測量穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度的主要原因
構(gòu)成液化石油氣的主要成分是丙烷、丙烯、丁烷、異丁烯。由于各煉化企業(yè)工藝流程不同，加工方式不同，所以，賣出或購進(jìn)的液化石油氣品種也有所區(qū)別。為便于討論，筆者在表1中給出主要成分的幾個物理常數(shù)。
1.飽和蒸汽壓對測量準(zhǔn)確度的影響
由表1可以看出，液化石油氣的飽和蒸汽壓較其他石油產(chǎn)品高得多。因此，在流量測量中，如果流量計的背壓不高于其蒸汽壓時，在流量計測量腔內(nèi)就會產(chǎn)生氣、液兩相。無論對于體積測量儀表（如渦輪流量計或容積式流量計）還是質(zhì)量流量計，流體中氣、液兩相的存在都會直接影響測量準(zhǔn)確度，有時這種影響會很大。影響的大小與流量計的種類有關(guān)，與含氣量百分比的大小也有關(guān)。對渦輪流量計的影響要大于對容積式儀表和質(zhì)量流量計的影響，含氣量比例越大，影響也越大。特別是對類似裝車輸出系統(tǒng)這種間接送量的工藝流程，停泵送量期間，管線內(nèi)壓力降低，會有大量氣相產(chǎn)生。等到下一次開泵送量時，氣相高速流過儀表，會造成渦輪或容積式流量計轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，對儀表的損傷極大，有時會直接造成儀表損壞。
表1液化石油氣主要成分的幾個物理常數(shù)
2.液化石油氣自潤滑性差對流量計使用壽命的影響
在采用渦輪或容積式流量計測量液化石油氣時，由于液化石油氣自潤滑性差，也就是人們常說的比較“澀”，造成轉(zhuǎn)子軸與定子軸承之間、轉(zhuǎn)子與計量腔內(nèi)壁之間磨損嚴(yán)重，直接影響流量計的壽命。目前，用碳化鎢硬質(zhì)合金鋼做軸和軸承的渦輪流量計使用起來 略好一些，一般連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)可達(dá)到1～2年。普通材質(zhì)的軸或軸承一般只能用3～6個月。
二、采取避免措施
1.流量計的選型
據(jù)我們多年的經(jīng)驗(yàn)，以及上述對液化石油氣物理性質(zhì)的分析，我們認(rèn)為為質(zhì)量流量計，其次為硬質(zhì)合金做軸和軸承的渦輪流量計。質(zhì)量流量計的價位一般要高于渦輪流量計3～5倍。我公司目前的實(shí)際使用情況是：對外貿(mào)易交接用質(zhì)量流量計，約占10%，廠內(nèi)裝置之間物料交接計量用渦輪流量計，約占90%。從技術(shù)性能、使用壽命、測量準(zhǔn)確度、運(yùn)行穩(wěn)定性以及維護(hù)工作量上比較，質(zhì)量流量計要優(yōu)于渦輪流量計。但從一次性投入資金上比較，渦輪流量計又比質(zhì)量流量計經(jīng)濟(jì)得多。
通過上述比較，我們認(rèn)為在對外貿(mào)易交接計量中，采用質(zhì)量流量計是很有必要的。雖然一次性投資較大，但它的各項(xiàng)技術(shù)性能都遠(yuǎn)優(yōu)于渦輪流量計。首先，它的計量腔內(nèi)無可動部件，克服了流體自潤滑不好所造成的影響。同時，它直接測得流體的交接質(zhì)量，而渦輪流量計測得的是流體的體積，要想換算成交接質(zhì)量，還要測量流體的溫度、壓力、密度等參數(shù)。其中液化石油氣在線密度測量儀表價位很高，遠(yuǎn)高于質(zhì)量流量計。如果采用離線分析，首先是采樣的代表性不好，采樣時輕組分偏多，易造成樣品密度小于實(shí)際流體密度。同時，由于液化石油氣飽和蒸汽壓高，在常壓下無法測其密度，所以只能用色譜分析法或稱重瓶法來測量其密度，不僅操作比較麻煩，而且測量準(zhǔn)確度難以保證較高。
2.實(shí)際采用的測量方案
流量計選型確認(rèn)之后，就要結(jié)合流體工況條件、管道的工藝情況，設(shè)計一套適合流量計技術(shù)要求的外部測量環(huán)境，這在流量測量中是至關(guān)重要的。
首先我們在流量計下游側(cè)安裝自力式壓力調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)方式為控制閥前壓力為定值，使流體的壓力高于其飽和蒸汽壓的1.2～1.5倍，避免了流體輸送過程中在計量腔內(nèi)產(chǎn)生氣、液兩相。儀表安裝如圖1所示。
我公司對外交接計量用質(zhì)量流量計按上述條件安裝投用后，經(jīng)與發(fā)貨方和收貨方球罐計量進(jìn)行數(shù)據(jù)比對，比對誤差在0.5%以內(nèi)，使用至今運(yùn)轉(zhuǎn)正常。買賣雙方都非常認(rèn)可。計量準(zhǔn)確度和計量重復(fù)性都遠(yuǎn)高于過去人工讀玻璃板液位計。同時，開1臺泵可以同時給幾個輸出口送量，提高了輸出效率。
在質(zhì)量流量計運(yùn)行過程中，個別流量計在停泵不送量期間有零漂現(xiàn)象，在做小信號切除后仍不能解決該問題，這也是質(zhì)量流量計的主要缺點(diǎn)。當(dāng)流體靜止時，測量管周期振蕩并沒有停止，由于外界原因（如管線振動、安裝應(yīng)力過大、流體在測量管兩側(cè)質(zhì)量不對稱等），都會使該相位差不為零，造成質(zhì)量流量計產(chǎn)生零漂現(xiàn)象；連續(xù)送量測量時，由于該零漂較小，對整個計量準(zhǔn)確度影響不大。而對于間接送量的液化石油氣來講，在停泵不送量期間，管道內(nèi)壓力下降，當(dāng)?shù)陀陲柡驼羝麎簳r，會有大量氣相產(chǎn)生，造成測量管內(nèi)存有氣液兩相，甚至全部為氣相。由此造成振動管失去對稱平衡，產(chǎn)生相位差，導(dǎo)致零漂嚴(yán)重。我們觀察到的zui大零漂有時竟達(dá)（7～8） t/h，此零漂累計1夜（12h）將近有100t的儀表累計值，因無法區(qū)別是個別人故意多給用戶送量還是儀表零漂問題，從而造成管理上的混亂。為解決該問題，我們在管理上采取每交接送量1次都對流量計下游手閥施加鉛封的方法，以區(qū)別是人為還是儀表零漂造成非送油期間二次儀表累計值增加。同時在技術(shù)上采取的措施是利用質(zhì)量流量計變送器自身的軟件功能，通過組態(tài)來控制零漂的產(chǎn)生。在實(shí)際觀察零漂現(xiàn)象產(chǎn)生時的工況條件中，我們發(fā)現(xiàn)其是有規(guī)律的，每次發(fā)生零漂時，流體的密度測量值都遠(yuǎn)小于流體的正常工況密度，這也就證明了是由于氣相產(chǎn)生，造成流體平均密度下降，導(dǎo)致零漂的產(chǎn)生。具體做法是：用密度值控制流量值的累加。當(dāng)密度小于某一給定值時，流量測量停止工作，累加器不累加；當(dāng)密度測量值大于該給定值時，恢復(fù)正常測量，累加器累加該給定值根據(jù)液化石油氣的實(shí)際工況密度而定，這樣就比較有效地從技術(shù)上控制了因氣、液兩相而導(dǎo)致的零漂現(xiàn)象。
液化石油氣的動態(tài)計量從技術(shù)上講確實(shí)還不成熟，影響因素比較多，而且目前還缺少在線實(shí)液標(biāo)定的數(shù)據(jù)來證實(shí)實(shí)際測量的不確定度究竟有多大，還需要我們共同研究和探討。
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