王秀蓮（大慶油田儲(chǔ)運(yùn)銷售分公司研究所）

靜電是引起油庫火災(zāi)和爆炸的原因之一[1]，威脅著油庫的安全生產(chǎn)。因?yàn)橛推吩诠艿纼?nèi)流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)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(chǎn)生的一個(gè)有效方法[2]，在儲(chǔ)罐灌裝作業(yè)中尤為重要。我國(guó)有關(guān)規(guī)范中都有對(duì)灌裝流速的規(guī)定。手持式超聲波流量計(jì)攜帶方便，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)測(cè)量液體流量，進(jìn)而及時(shí)地調(diào)整閥門開度，改變以往憑經(jīng)驗(yàn)控制灌裝油速的方式，使儲(chǔ)罐灌裝作業(yè)更加安全、節(jié)能、可靠。

1 儲(chǔ)油罐灌裝作業(yè)現(xiàn)狀

目前，大慶油罐區(qū)中儲(chǔ)油罐的進(jìn)油方式有兩種，一種采用上游單位來油直接進(jìn)罐，全開待投油罐進(jìn)油閥門，緩開來油閥組間控制閥門，協(xié)調(diào)上游單位來油排量，通過來油流量計(jì)監(jiān)控來油排量，以便控制進(jìn)油速度滿足要求。第二種采用相鄰高液位儲(chǔ)油罐壓油進(jìn)入待投儲(chǔ)油罐，待投罐進(jìn)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(shí)偏高，需用閥門控制，但閥門開度沒有依據(jù)，僅憑經(jīng)驗(yàn)。另外，由于流速要求不同，整個(gè)灌裝過程要頻繁聯(lián)系上游單位調(diào)整排量；第二種方式，來油端閥門開度大小憑經(jīng)驗(yàn)，聽管線進(jìn)油聲音來判別，沒有可靠依據(jù)。儲(chǔ)罐灌裝方式見圖1。

2 超聲波流量計(jì)

超聲波流量計(jì)是一種在現(xiàn)場(chǎng)方便移動(dòng)進(jìn)行液流流量測(cè)量的儀表。它測(cè)量的準(zhǔn)確度幾乎不受被測(cè)流體溫度、壓力、黏度、密度等參數(shù)的影響。

超聲波流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)如下：

非接觸式測(cè)量方式、體積小、質(zhì)量輕、儀表沒有任何運(yùn)動(dòng)部件、攜帶方便；1%的精度、較大的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍；測(cè)量過程不需要破壞管道，不需停產(chǎn)，傳感器不與被測(cè)介質(zhì)接觸，無壓損；適合測(cè)量金屬管道、塑料管道及其它透聲材料的管道；內(nèi)置可充電電池，可連續(xù)工作時(shí)間12h以上。

超聲波流量計(jì)原理見圖2。

超聲波流量計(jì)利用超聲波技術(shù)，采用時(shí)差原理進(jìn)行測(cè)量。在管道外壁，有雙向?qū)Πl(fā)的超聲波振子和接收器[3]。超聲波振子發(fā)射信號(hào)穿過管壁、介質(zhì)、另一側(cè)管壁后，被接收器接收到，同時(shí)，接收器同樣發(fā)射信號(hào)被超聲波振子接收到，并通過檢測(cè)雙向傳輸?shù)臅r(shí)間差求得流體流速，進(jìn)而可得到流量。

3 應(yīng)用

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

依據(jù)SY/T6340—2010《防靜電推薦作法》中規(guī)定：初始進(jìn)液速度應(yīng)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?！吨袊?guó)石油化工集團(tuán)公司職業(yè)安全衛(wèi)生管理制度》第二篇中規(guī)定：浸沒深度高于2倍管徑以上后進(jìn)油速度最高不得超過6m/s。應(yīng)用流體力學(xué)中連續(xù)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(nèi)徑，m。

計(jì)算出進(jìn)油管徑對(duì)應(yīng)規(guī)定流速的流量，見表1。

表1 進(jìn)油管徑對(duì)應(yīng)規(guī)定流速的流量

灌裝作業(yè)采用相鄰高液位儲(chǔ)油罐壓油進(jìn)入待投儲(chǔ)油罐，待投罐進(jìn)油閥門全開，使用手持式超聲波流量計(jì)在進(jìn)油管線上進(jìn)行流量監(jiān)測(cè)，緩開來油端閥門調(diào)整排量，使進(jìn)油管道內(nèi)的油品的排量必須在規(guī)定流速的流量的范圍之內(nèi)。整個(gè)灌裝作業(yè)過程安全、平穩(wěn)。

4 結(jié)語

1）手持式超聲波流量計(jì)監(jiān)控儲(chǔ)罐灌裝作業(yè)流量效果明顯，能直接根據(jù)儀表測(cè)量的數(shù)據(jù)調(diào)整閥門開度。

2）實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)灌裝作業(yè)情況，減少現(xiàn)場(chǎng)因操作不當(dāng)造成流速超高而不能及時(shí)采取措施的可能。

3）使儲(chǔ)罐灌裝作業(yè)操作規(guī)程化，便于員工操作。

4）手持式超聲波流量計(jì)在測(cè)量過程中不需要破壞管道，做到節(jié)能環(huán)保，減少能耗。

5）儲(chǔ)罐灌裝作業(yè)過程中現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的流量數(shù)據(jù)記錄為研究?jī)蓛?chǔ)罐間局部阻力系數(shù)的修正提供可靠的現(xiàn)場(chǎng)資料。

[1]胡建華.油品儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)[M].北京:中國(guó)石化出版社,2006.

[2]徐大尉，萬發(fā)力.油品儲(chǔ)運(yùn)中的靜電與防止[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011,4（4）：95.

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