浅议石化企业乙烯气体质量流量测量一管夹
浅议石化企业乙烯气体质量流量测量(一)
浅议石化企业乙烯气体质量流量测量(一) 2011年12月09日 来源: 乙烯是石化企业的主要产品之一,是重要的化工原料。其物化参数及操作条件如下。 乙烯分子式:C2H4 分子量:28.054 沸点:-103.8℃ 冰点:-169.4℃ 临界温度:9.21℃ 临界压力:5.04MPa 动力粘度:0.012mPa.s 标准密度:ρ20=1.174(ρ0=1.260 4)kg/m3 爆炸极限:体积分数2.7%~36% 输送压力:1~3.0MPa 输送温度:10~30℃
乙烯气体对外输送一般是管道输送。在输送过程中的流量测量,与其他化工原料存有共性问题,即它是易燃、易爆气体,并且在压力、温度变化达到一定程度时,有气、液两相转换的特性,亦会成为气、液两相流的状态,这是流量测量中要注意的。在确认管道输送乙烯确属气相的前提下,选择气体流量计,进行流量测量与计量。 适用乙烯气体流量测量的气体流量计的种类较多,如差压式流量计(包括孔板、喷嘴、阿纽巴、变管式、V-锥形流量计等)、涡街流量计、旋进式旋涡流量计、科里奥式质量流量计、热式质量流量计、罗茨流量计等等。它们在乙烯气体测量中各有优势,表1列出部分气体流量计的技术性能及工作条件。
北京燕山石油化工(集团)有限公司乙烯裂解装置的乙烯气体的流量测量,其生产装置内,多采用差压式流量计;而外送用于计量交接的,多采用其他类型流量计,现结合在向外单位输送气体乙烯曾发生过计量纠纷的例子,谈谈乙烯气体质量流量测量的问题。
1 远距离输送和用一条管线供应数个用户时,应注意计量交接地点和统一计量表的选型
北京燕山石油化工(集团)有限公司在向北京某3个单位输送气体乙烯过程中,供方用的是美国Dodower公司F-4000型气体涡轮流量计,口径为DN150,最大流为标准状况下14×103m3/h,正常运行量在34%流量刻度上,精度为0.5级,带温度压力自动补偿环节;3个用户均在50km以外。用量最大的是气体罗茨流量计,其精度在0~0.2qvmax时误差为±2%,(0.2~1)qvmax时误差为±1%,带压缩系数Z值人为设置环节;另外两个用户均采用的是日本横河制造的涡街流量计,精度为1级,带温压补偿环节。1988年全年累积误差达10%,用户报告给北京市技术监督局,技术监督局与供、需双方组成三方参加的调查小组。经调查小组倒班对量、调查分析,除发现在低压下送气,误差偏大的规律外,没有发现大的问题,当时没有得出统一的认识。供方认为其主要原因有以下几点:
1)DN150管道长达50多公里,相当于880多立方米的大“储罐”,供方是进“罐”前进行测量计量;而三个用户均是从罐内取出后再检测计量。对于气体物料,它的体积是随温度、压力变化而变化的,中间夹这样大的可“伸缩”的“罐”,4台表的检测数据肯定会存有差异。
2)用量最大的用户的流量计为罗茨流量计,其乙烯气体的压缩系(因)数Z值,是根据设计的操作压力不变值而人为设置的固定Z值。实际的乙烯气体压缩系(因)数Z值,是由气体的物性和操作压力、温度等条件决定的,它的具体值可从有关资料中Z=f(p,T)曲线图上或表格中查出。如在图1乙烯气体在高压下的压缩因数图中可以看出,乙烯气体的Z值在常温常压或低压下,Z≈1;而在一定的压力范围内(此图为6001b/in2(1b/in2=68947.76Pa,下同)以下),随压力的增高Z值变小。如在常温70°F(21.1℃)时,当压力为p=3001b/in2(约为2.1MPa)时,查图1得到的Z=0.86设置在表内,流量计就按此Z值进行积算流过的气体量。而当实际输送压力降低,如降到1MPa下送气(长达50多公里的输送距离,是很容易造成压力降低的),此时温度没变,它的Z值从图1上查出,应为Z=0.936,此时若仍按Z=0.86计算流过的乙烯气量,测量计算的结果肯定会偏低(偏低约为9%)。需方所采用的是没有对压缩系数Z值进行自动补偿的讲师测量系统,在压力偏低状态下运行,所累积的量肯定仿低,这是造成差量的一个主要原因。
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