您现在的位置: 网站首页 >  客户案例

科里奥利质量流量计在液化气动态贸易计量中的运用

科里奥利质量流量计在液化气动态贸易计量中的运用,由于液化气的组分复杂、易气化等特点,液化气动态计量一直是贸易计量工作的难点,而液化气科里奥利质量流量计就是针对液化气动态计量设计的计量器具。企业实际运用时,必须详细了解质量流量计的计量原理、要领以及选型原则和安装要点,并针对液化气的具体转输工艺条件,分析液化气各组分在其工艺条件下的饱和蒸气压,设计出一套满足自身企业液化气质量流量计计量原理的工艺流程,从而将科里奥利质量流量计成功运用到液化气动态贸易计量中。
    南炼厂液化气贸易过程中,多年来都分别采用电子汽车衡及液化气电子罐装秤对槽车、灌装钢瓶进行称重计量。而由于管输液化气的组分复杂、易气化等特点,动态液化气的准确计量一直是贸易计量工作的难点。
2 科里奥利质量流量计计量原理
    质量流量计计量是基于科里奥利原理。由传感器和信号处理的变送器组成流量计系统。
2.1 质量流量测量
    在传感器内部有两根平行的 U 型振管,中部装有驱动线圈,两端装有拾振线圈,变送器提供的激励电压加到驱动线圈上时,振动管以固有频率作往复周期振动。工业过程的流体介质流经传感器的振动管,就会在振管上产生科氏力效应,使两根振管扭转振动,安装在振管两端的拾振线圈将产生相位不同的两组信号,这两个信号差与流经传感器的流体质量流量成比例关系。
2.2 密度、温度的测量及计量工艺条件
    不同的介质流经传感器时,振管的主振频率不同,据此解算出介质密度。安装在传感器振管上的铂电阻可间接测量介质的温度。通过流量计的介质应为单相流体。
3 催化液化气工艺状况
3.1 液化气性质
    液化石油气是一种低碳数的烃类混合物,它在常温常压下(20 ℃、100 kPa)呈气体状态,只有在增高压力或降低温度的条件下,才变成液体,故称为液化石油气。由炼厂气所得的液化石油气,主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯,同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。
3.2 液化气饱和蒸气压特点
    (1)液化气主要成分 C3烷、C3烯、C4烷、C4烯的蒸气压是随温度而变化的,温度升高,蒸气压增大。
    (2)液化气的蒸气压和组分有关,随着碳原子数的增加,蒸气压则减小。
    (3)液化气各组分在同一温度下具有不同的饱和蒸气压。
    催化液化气组成分析,见表 1、表 2、表 3。
3.3 催化液化气存储、转输工艺现状
    催化液化气球罐控制温度不大于 45℃,球罐满罐时压力 1.0MPa~1.2MPa,转输过程终端压力冬季为0.5 MPa~0.6 MPa、夏季为 0.8 MPa~1.0 MPa。由表 1、表 2 分析,液化气在现有工艺条件下,C3组分完全处于气相状态、C4组分完全处于液相状态。
    盛装液化气的球罐内,随着外界温度的变化,液化石油气一直处于气化、液化动态平衡过程,始终保持气相、液相的平衡。这种气、液两相共同存在的现象,即混相根本无法满足计量表计的计量条件,从而导致了计量表计不能准确计量。
4 催化液化气管道外输计量实施方案
4.1 实现液化气贸易计量基本思路及技术原则
    (1)要保证液化气管道贸易准确计量,必须从工艺上实现液化气为单相流体。
    (2)由烃类混合物组成的介质,必须分析各组分在不同温度下的饱和蒸汽压。
    (3)分析在具体工艺状态下液化气各组分所呈现的状态。
    (4)合理设置液化气在管道内转输控制温度。
    (5)合理设置液化气在管道内转输控制压力,确保控制压力大于液化气各组分饱和蒸汽压蕞大值。
4.2 液化气管道外输计量实施的条件与措施
    (1)液化气计量方案考虑组分催化液化气中(空气、甲烷、乙烯、乙烷、CO2)在 40 ℃ 1.6 MPa 条件下不可液化,但总含量为 0.2%,可考虑忽略。只需考虑实现 C3~C4类液化即可实现催化液化气交接计量。
    (2)液化气控制温度:由表 2、表 3 比较,控制温度若降低 5 ℃,则可将蕞小控制压力由 1.78MPa 降低至 1.59MPa,降幅达 10%。为确保催化液化气中C3及以上组分全部液化,根据液化气组分中蒸气压性质及同行业经验,本着节能、安荃的理念,工艺条件设定为将液化气温度控制由现不大于 45℃改为不大于40 ℃。
    (3)考虑 C3烯有 0.1 MPa 的余量,需将系统工作压力提高到 1.6MPa(表),设计压力按石油液化气规定为 4.0MPa(表)。
    (4)在不大于 40 ℃、系统压力提高到 1.6 MPa(表)条件下,除空气、甲烷、乙烯、乙烷、CO2总量为0.2%不能液化外(可忽略不计)而这部分应在球罐的气相部分也不可能进入液相区,其余组分全部液化可实现计量。
5 质量流量计选型原则
    为确保流量计正常投用,仪表选型至关重要。必须充分考虑流量范围、管线内径、压力、压损、环境温度、介质温度、介质粘度、密度、流速、测量精度等。
    (1)介质选型要点:根据所测介质以及介质状态,选择相应的质量流量计。
    (2)流量范围的选择要点:由于一般传感器里是两个并联的管段,实际通径小于管线内径,在压损和液体流速允许的情况下,工作流量应尽量选择在传感器满量程流量的一半以上。
    (3)压损的考虑要点:满足工艺管线上的流量及允许的压损前提下,为达到节能,尽可能选择小压损。
    (4)流速的考虑要点:液化气管道输送时要求的是既经济又安荃的流速,由于质量流量计无需考虑直管段要求,表体内部流速可远远大于其工艺管道流速。
    (5)口径选择要点:既要满足流量范围又要达到表体流速要求,同时考虑后续检定能力。
    (6)介质温度、压力设置要点:保证介质为单相流体。
6 重催转管道外输液化气表计量及工艺流程
    (1)计量液化气质量,则必须选择 LPG 质量流量计。
    (2)重催管道外输液化气工艺参数,见表 4。
    (3)工艺流程:催化液化气自球罐由 2 台并联高速泵抽出(当某台检修时用单台抽出),加压到1.7 MPa~1.8 MPa(表)去冷却器冷却到不大于 40 ℃,经三台并联的质量流量计计量(2 用 1 检),去调节阀(调节阀不设副线,以防止误开副线时导致系统压力降低出现气液混相而无法计量,当调节阀检修时用短节连接管线人工控制压力),控制调节阀前压力 1.6 MPa(表)。
7 液化气质量流量计计量系统的安装 、调试、投用
    (1)传感器、变送器及电缆安装应尽量避免电磁干扰,因此选择安装点应尽量选择在离泵 30m左右为最佳。若小于 10m,泵的电磁干扰会影响仪表的正常运行;
    (2)在仪表的两侧要安装支撑管托,增强仪表的稳定性,避免管道振动干扰振管振动,引起测量误差;
    (3)安装时传感器与管道要同轴对准,无论轴向还是径向,均应做到无应力安装;
    (4)做好流量计参数的正常设置,特别是小流量切除;
    (5)将三台质量流量计送到法定检定机构检定合格后进行安装并调试完毕。
8 液化气贸易计量方案所具的技术特色
    (1)分析液化气组成成分及各组分的饱和蒸汽压,合理设置液化气控制温度以及控制压力;
    (2)选择适宜的质量流量计;
    (3)选择适宜的高速泵,确保将管道内液化气压力提升到控制压力。
9 液化气计量系统不确定度评定
    液化气质量流量计测量精度 0.1 级,直接用质量流量计现场显示数据进行交接,整个计量系统不确定优于 0.2%,达到了中石油贸易计量要求。从 2007年 7 月份投运到现在,表计运行状态良好,无贸易纠纷。
10 结束语
    从此次质量流量计的成功运用来看,质量流量计以其高精度、高可靠性、无运动阻尼件及极低维护量等优越性能可在企业关键流量计量检测点推广运用。

 

点击次数:  更新时间:2017-07-11 17:58:42  【打印此页】  【关闭