稠油高架油罐靜壓式量油方法探討

吳斌(中國石化集團(tuán)公司江漢油田分公司江漢采油廠,湖北 潛江 433123)

江漢采油廠油區(qū)分布廣，拉油點(diǎn)多、油品輸送依靠油罐車裝卸運(yùn)輸，崗位職工必須上罐頂進(jìn)行多次油面的測量。稠油是用高溫蒸氣熱采，油溫高（可達(dá)200℃）、氣體有毒有害（含硫化氫）、高處作業(yè)、操作空間小、風(fēng)雨無遮，一天一處高架罐至少進(jìn)行15次相同的作業(yè)。針對這種情況，探索新的量油方法替代原有的人工檢尺量油方法,以減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和改善工作環(huán)境。

1 幾種量油方法的可行性分析

查找大量資料后，總結(jié)了常用的幾種液面檢測方案，優(yōu)缺點(diǎn)如下：

1.1 量油尺測量，價(jià)格便宜，視覺誤差較大，人為因素影響較大，操作強(qiáng)度較大，效率低。

1.2 直讀液位計(jì)，常見的有玻璃管液位計(jì)、磁浮式液位計(jì)等。此種方法有測量簡單、直觀、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但精度不高、維護(hù)量大且由于稠油粘稠度大，冷凝點(diǎn)高，氣溫低時(shí)會(huì)使液位計(jì)失效，不適于高架油罐中的測量。

1.3 浮子液位計(jì)，浮子漂在液面上并隨液面的升高或下降來反映液位。將浮子用鋼絲繩連接至罐外的平衡錘上即可顯示液面。以前安裝使用過，因油品腐性強(qiáng)，三個(gè)多月全部損壞不能使用，王一站、鐘市站的拱頂罐的鋼絲繩基本都被腐蝕銹斷。此方案耐腐性差，維護(hù)量大、精度不高、安裝不便。

1.4 靜壓液位計(jì)，基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，測量該定點(diǎn)壓力而間接轉(zhuǎn)換出液面的高度。其設(shè)備體積小，防腐性能好、穩(wěn)定性高、安裝方便，但精度受介質(zhì)密度影響。

1.5 超聲波液位計(jì)，該技術(shù)基于超聲波在空氣中的傳播速度及遇到被測物體表面產(chǎn)生反射的原理。可實(shí)現(xiàn)非接觸測量、測量范圍寬、并且測量不受介質(zhì)密度、介電常數(shù)、導(dǎo)電性等的影響。其體積小，防腐性能好、穩(wěn)定性高、安裝方便、價(jià)格高。

1.6 雷達(dá)液位儀，微波發(fā)射和接收器安裝在罐頂，向液面發(fā)射頻率調(diào)制的微波信號(hào)。當(dāng)接收到回波信號(hào)時(shí)，由于來回傳播的時(shí)間延遲，發(fā)射頻率己改變。將兩者信號(hào)混合處理，所得信號(hào)的頻差與罐頂?shù)揭好嬷g的距離成正比。其體積小，防腐性能好、穩(wěn)定性高、安裝方便、但價(jià)格高。星級站庫王一站、廣華中轉(zhuǎn)站、鐘市站的油罐大都采用雷達(dá)液位儀。

由于高架罐已經(jīng)安裝投用，要求選用新的量油方案必須安全可靠、方便操作、價(jià)格便宜、不能影響正常工作，而且稠油是高壓蒸汽熱采，溫度很高（50-200℃）、粘稠度高、凝結(jié)溫度低（50℃左右）、腐蝕嚴(yán)重。綜合考慮后認(rèn)為靜壓液位計(jì)量油適合稠油高架罐量油。

2 靜壓式測量的原理

根據(jù)液體的靜壓與該液體液位高度成正比的原理，通過儀表測出罐底的壓強(qiáng)，換算出液面的高度。

其中：P壓強(qiáng)由儀表測量，ρ密度為液體密度，g常數(shù)為常數(shù)：9.8N/kg，h高度為液面至儀表的高度。

通過△h計(jì)算出裝車油量

3 靜壓式量油安裝工藝

以潭稠5#拉油臺(tái)為實(shí)施點(diǎn)。本著節(jié)約成本，安裝方便，利用3具罐公用的一條放水管線，采用一套儀表分別實(shí)現(xiàn)測量1#、2#和3#三具高架油罐的液位高度。安裝時(shí)只需在放水管線上任意位置焊接短接，裝上壓力傳感器即可，同普通壓力表安裝方法一樣。

具體操作方法：如要測量1#油罐時(shí)，關(guān)閉2#閥門、3#閥門、4#閥門、打開1#閥門，儀表內(nèi)部進(jìn)行計(jì)算：h高度=減去高架罐罐底至儀表的高度5米，最后在儀表盤上直接顯示1#油罐的液面高度。

如測量2#油罐時(shí)，關(guān)閉1#閥門、3#閥門、4#閥門、打開2#閥門，儀表盤上即可直接顯示2#油罐的油面高度。測量3#油罐方法類似。

安裝時(shí)液位儀表由表頭（壓力傳感器）、顯示表和電纜組成。表頭是IP65級別、本安防爆型，M20x1.5外螺紋可直接安裝在管線上，與普通壓力表安裝方式相同。顯示儀表采取不防爆產(chǎn)品，利用埋地電纜引至安全區(qū)域值班室安裝,便于讀數(shù)采集數(shù)據(jù)。

4 制作成本：

根據(jù)現(xiàn)場制定方案，本著安全可靠、節(jié)約成本、施工方便的原則，其材料如下：

4.1 壓力傳感器 0-120kPa 1個(gè) 約：1400元

4.2 液位顯示儀 1個(gè) 改制成本約：50元

（熱電阻數(shù)字溫度顯示儀改制成4-20mA顯示儀）

4.3 其它材料 電纜VV222×1.5㎜215米、閥門1個(gè)等，約150元

5 效果分析

由于油、水密度不同的關(guān)系，我們將儀表以純油的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)來校正，實(shí)際現(xiàn)場，經(jīng)過上百次測量統(tǒng)計(jì)后，得出數(shù)值相差基本在1cm和+2cm之間，而油水混合時(shí)實(shí)際液面約為儀表數(shù)值的0.9倍，密度換算后誤差基本在1cm和+3cm之間，與檢尺量油測量的數(shù)據(jù)基本一致。

高架油罐采用靜壓式量油，制作簡單，投入較少，操作人員不用上罐測量，減小了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，而且對高架罐液位實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止了滿罐、冒罐、跑油事故發(fā)生，更好地 保證安全生產(chǎn)。同時(shí)，液位在線實(shí)時(shí)監(jiān)控也為數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳提供保障，為信息化生產(chǎn)、信息化管理奠定基礎(chǔ)。

高架油罐采用靜壓式量油不需要打開罐頂量油孔，減少了油品蒸發(fā)損耗，有毒有害氣體逸出少，周圍工作環(huán)境得于改善。

6 結(jié)語

6.1 靜壓式量油適合稠油、有毒有害氣體逸出量大的高架油罐量油作業(yè)，條件越惡劣靜壓式量油越安全、越可靠。

6.2 靜壓式的量油可以推廣到一般高架油罐，不必打開量油孔，避免了輕烴組分逸出，減少環(huán)境污染。

6.3 靜壓式的量油可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，為下一步在線遠(yuǎn)傳信息化管理提供數(shù)據(jù)支持。

[1]胡建華.《油品儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)》中國石化出版社.