手持式超聲波流量計在油庫中的安全節能應用

王秀蓮（大慶油田儲運銷售分公司研究所）

靜電是引起油庫火災和爆炸的原因之一[1]，威脅著油庫的安全生產。因為油品在管道內流動時所產生的電荷密度的飽和值與油品流速的平方成正比，所以控制油品的流速是減少靜電荷產生的一個有效方法[2]，在儲罐灌裝作業中尤為重要。我國有關規范中都有對灌裝流速的規定。手持式超聲波流量計攜帶方便，進行現場移動測量液體流量，進而及時地調整閥門開度，改變以往憑經驗控制灌裝油速的方式，使儲罐灌裝作業更加安全、節能、可靠。

1 儲油罐灌裝作業現狀

目前，大慶油罐區中儲油罐的進油方式有兩種，一種采用上游單位來油直接進罐，全開待投油罐進油閥門，緩開來油閥組間控制閥門，協調上游單位來油排量，通過來油流量計監控來油排量，以便控制進油速度滿足要求。第二種采用相鄰高液位儲油罐壓油進入待投儲油罐，待投罐進油閥門全開，緩開來油端閥門控制排量。這兩種方式都存在不足：第一種方式，上游單位的來油排量有時偏高，需用閥門控制，但閥門開度沒有依據，僅憑經驗。另外，由于流速要求不同，整個灌裝過程要頻繁聯系上游單位調整排量；第二種方式，來油端閥門開度大小憑經驗，聽管線進油聲音來判別，沒有可靠依據。儲罐灌裝方式見圖1。

2 超聲波流量計

超聲波流量計是一種在現場方便移動進行液流流量測量的儀表。它測量的準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、黏度、密度等參數的影響。

超聲波流量計優點如下：

非接觸式測量方式、體積小、質量輕、儀表沒有任何運動部件、攜帶方便；1%的精度、較大的動態測量范圍；測量過程不需要破壞管道，不需停產，傳感器不與被測介質接觸，無壓損；適合測量金屬管道、塑料管道及其它透聲材料的管道；內置可充電電池，可連續工作時間12h以上。

超聲波流量計原理見圖2。

超聲波流量計利用超聲波技術，采用時差原理進行測量。在管道外壁，有雙向對發的超聲波振子和接收器[3]。超聲波振子發射信號穿過管壁、介質、另一側管壁后，被接收器接收到，同時，接收器同樣發射信號被超聲波振子接收到，并通過檢測雙向傳輸的時間差求得流體流速，進而可得到流量。

3 應用

2011年10月，南一油庫3#儲油罐（10×104m3）大修后進行灌裝作業投產，進油管直徑為?720×7（mm），管壁高度21.97m，上限安全高度19m。

依據SY/T6340—2010《防靜電推薦作法》中規定：初始進液速度應控制在1m/s以下，直到管子出口被液面浸沒2倍管徑以上為止。《中國石油化工集團公司職業安全衛生管理制度》第二篇中規定：浸沒深度高于2倍管徑以上后進油速度最高不得超過6m/s。應用流體力學中連續性方程，

式中：

Q——過流斷面上的流量，m3/s；

A——過流斷面面積，m2；

D——油管內徑，m。

計算出進油管徑對應規定流速的流量，見表1。

表1 進油管徑對應規定流速的流量

灌裝作業采用相鄰高液位儲油罐壓油進入待投儲油罐，待投罐進油閥門全開，使用手持式超聲波流量計在進油管線上進行流量監測，緩開來油端閥門調整排量，使進油管道內的油品的排量必須在規定流速的流量的范圍之內。整個灌裝作業過程安全、平穩。

4 結語

1）手持式超聲波流量計監控儲罐灌裝作業流量效果明顯，能直接根據儀表測量的數據調整閥門開度。

2）實時了解現場灌裝作業情況，減少現場因操作不當造成流速超高而不能及時采取措施的可能。

3）使儲罐灌裝作業操作規程化，便于員工操作。

4）手持式超聲波流量計在測量過程中不需要破壞管道，做到節能環保，減少能耗。

5）儲罐灌裝作業過程中現場測量的流量數據記錄為研究兩儲罐間局部阻力系數的修正提供可靠的現場資料。

[1]胡建華.油品儲運技術[M].北京:中國石化出版社,2006.

[2]徐大尉，萬發力.油品儲運中的靜電與防止[J].中國石油和化工標準與質量，2011,4（4）：95.

[3]姬鵬先,黃勇軍,張亞東.手持式超聲波流量計在中央空調水系統中的應用[J],制冷與空調[M].2006(1):69-70.