提高LNG儲(chǔ)罐液位計(jì)量準(zhǔn)確度

提高LNG儲(chǔ)罐液位計(jì)量準(zhǔn)確度郭金全肖現(xiàn)科郭喜娟（安彩高科燃?xì)馐聵I(yè)部2843）摘要：液化天然氣（LNG）儲(chǔ)罐使用量逐漸增多，差壓式液位計(jì)是LNG儲(chǔ)罐的主流選擇，特別是臥式LNG儲(chǔ)罐的差壓式液位計(jì)，液位顯示不準(zhǔn)確是使用過(guò)程中困擾業(yè)主的主要問題，本文作者根據(jù)多年使用經(jīng)驗(yàn)和改造經(jīng)驗(yàn)上，對(duì)如何提高差壓式液位計(jì)顯示準(zhǔn)確度上，闡述讀者的拙見，還望批評(píng)指正。關(guān)鍵詞：液化天然氣LNG低溫儲(chǔ)罐導(dǎo)壓管差壓式液位計(jì)壓力變送器1液化天然氣的推廣推進(jìn)煤改氣，提高天然氣在一次能源中的占比，建設(shè)美麗生態(tài)中國(guó)，是當(dāng)今能源改革的主旋律；液化天然氣的使用，為天然氣的全面推廣起到了非常重要的作用，液化天然氣英文簡(jiǎn)稱LNG（LiquefiedNaturalGas），特性：101KPa，-162℃，無(wú)色無(wú)味，較氣態(tài)天然氣體積縮小625倍，能量密度是汽油的72%，是替代石油能源的最好選擇。雙層保溫儲(chǔ)罐，是當(dāng)前存儲(chǔ)LNG的較好選擇，內(nèi)筒體選用304不銹鋼材質(zhì)，外筒體選用高強(qiáng)度碳鋼，中間填充珠光砂（移動(dòng)式采用纏繞式保溫材料），并對(duì)中間夾層抽真空，形成日蒸發(fā)率≤3‰的優(yōu)良保溫特性。儲(chǔ)罐根據(jù)客戶需要，有立式和臥式之分，均采用差壓式液位計(jì)。2根據(jù)差壓計(jì)算儲(chǔ)罐內(nèi)LNG體積的原理儲(chǔ)罐差壓表測(cè)量液位原理圖兩根導(dǎo)壓管，把儲(chǔ)罐頂部的氣相壓力和儲(chǔ)罐底部的液相壓力導(dǎo)引至差壓表上，機(jī)械式差壓表將氣相和液相壓力差，經(jīng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)放大，通過(guò)指針指示出來(lái)；電子式差壓表，經(jīng)兩個(gè)壓力電阻，通過(guò)減法計(jì)算出壓力差，并以電信號(hào)形式輸出，供工程人員使用。LNG密度：ρ=0.425kg/L重力常數(shù)：g=9.8N/kgLNG液位高度產(chǎn)生的液體靜壓：P=ρgh根據(jù)公式P1+P=P2，可以推導(dǎo)出液位高度h=（P2-P1）/ρg根據(jù)儲(chǔ)罐內(nèi)筒直徑D、長(zhǎng)度L、封頭拋物面曲率和液位高度h，進(jìn)一步可推導(dǎo)出液體質(zhì)量。所以，使用機(jī)械式和電子式差壓表，測(cè)算出氣相和液相之間的差壓，是計(jì)算出儲(chǔ)罐中LNG的質(zhì)量的唯一變量。3計(jì)量不準(zhǔn)的現(xiàn)象燃?xì)馐聵I(yè)部目前大小低溫儲(chǔ)罐有20臺(tái)，其中立式儲(chǔ)罐3臺(tái)，臥式儲(chǔ)罐17臺(tái)，立式儲(chǔ)罐尚未出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)的現(xiàn)象，唯有湯陰站、臨淇站、滑縣站60m3臥式LNG儲(chǔ)罐，10萬(wàn)方液化工廠150m3LNG臥式B儲(chǔ)罐，頻繁出現(xiàn)計(jì)量不準(zhǔn)現(xiàn)象。特別是臨淇站儲(chǔ)罐顯示最為不準(zhǔn)確，實(shí)際儲(chǔ)存量和顯示儲(chǔ)存量之間的差值毫無(wú)規(guī)律，顯示值忽高忽低。4改造對(duì)策過(guò)程臨淇站液位顯示最為不準(zhǔn)，所以安排工程人員解決臨淇站的液位顯示問題。4.1懷疑針閥、差壓表存在泄漏和內(nèi)漏，造成液位計(jì)算不準(zhǔn)。4.1.1對(duì)策過(guò)程：更換導(dǎo)壓管針閥、機(jī)械式差壓表和電子式差壓表。4.1.2對(duì)策結(jié)果：更換后，儲(chǔ)罐內(nèi)液體顯示與實(shí)際不相符，顯示不準(zhǔn)確現(xiàn)象依然存在，排除了導(dǎo)壓管閥門內(nèi)漏和差壓表故障。4.2懷疑液相導(dǎo)壓管立管段內(nèi)，有液柱，影響了顯示準(zhǔn)確性。儲(chǔ)罐液相導(dǎo)壓管立管段含液原理圖4.2.1由于廠家制造的原因，造成液相導(dǎo)壓管立管段內(nèi)，產(chǎn)生液柱，液柱高度h1產(chǎn)生的靜壓強(qiáng)為：P`=ρgh1，將直接影響液相壓力值的測(cè)量。4.2.2P2=P-P`=ρg（h-h1），在LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的液體質(zhì)量和溫度發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)壓管立管段內(nèi)的液柱高度h1也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，造成儲(chǔ)罐內(nèi)液體體積計(jì)量不準(zhǔn)。4.2.3對(duì)策方案1：給裸露在外的液相導(dǎo)壓管安裝防爆伴熱帶，通過(guò)熱傳導(dǎo)，提高立管段內(nèi)LNG液體氣化速度，以此來(lái)保持立管段內(nèi)無(wú)液柱。4.2.4對(duì)策結(jié)果：通過(guò)連續(xù)觀察，該方案效果不明顯，液位計(jì)量未能得到有效改善。4.2.5對(duì)策方案2：從儲(chǔ)罐的出液管水平段上，另外安裝一根導(dǎo)壓管，將液相壓力引入差壓表；并為了減少導(dǎo)壓管內(nèi)再次進(jìn)入LNG液體，并減少氣液兩相之間的熱交換，在導(dǎo)壓管法蘭端，設(shè)置了2mm限流孔。4.2.6對(duì)策結(jié)果：液位顯示正常5結(jié)論5.1臥式LNG儲(chǔ)罐，由于液位高度較立式LNG儲(chǔ)罐較低，導(dǎo)壓管內(nèi)產(chǎn)生液柱，對(duì)臥式LNG儲(chǔ)罐內(nèi)液體質(zhì)量的計(jì)算影響較大；所以廠家在制造LNG儲(chǔ)罐的過(guò)程中，對(duì)液相導(dǎo)壓管的安裝應(yīng)該給予重視，規(guī)范安裝，避免導(dǎo)壓管立管段內(nèi)形成液柱。5.2燃?xì)馐聵I(yè)部根據(jù)臨淇站的成功改造經(jīng)驗(yàn)，相繼改造了湯陰站和滑縣站的