金牛娱乐在液氯充裝計量中的應用
摘要?? 衆所周知，液氯的充裝是一個比較複雜的過程。由于液氯的特殊的物理及化學性質，使得其充裝流量的計量精度不高，這也是在流量計量領域中一個突出的難題。本文結合多年來在液氯充裝計量過程中使用金牛娱乐的經驗教訓，對液氯充裝的計量提出幾點建議，供同行參考。
關鍵詞?? 液氯充裝計量，?金牛娱乐
我公司生産的LK系列科氏力金牛娱乐，自2006年以來在國內五個省區的部分氯堿行業的液氯充裝計量過程中應用。現將其在使用中的點滴經驗介紹如下，供同行業及廣大用戶參考：
1、液氯充裝過程中流量計量的重要意義
液氯是一種黃綠色透明液體，其成分組成爲Cl2>96%(vol)，H2O<0.015%(wt)。相對密度1.468（0℃），沸點-34.5℃，熔點-100.98℃，分子量70.91。常壓下即汽化成氣體，1kg液氯汽化後可得到300L氣體氯（幹氯氣）。具有窒息的氣味，有強烈刺激臭和腐蝕性。性質很活潑，雖不自燃，但可以助燃。在日光下與其它易燃氣體混合時會發生燃燒和爆炸，可以和大多數元素或化合物起反應。劇毒。
任何液氯容器，其充填系數均不得超過80%。因爲液氯開始進入容器時溫度低，例如38℃時，其壓力爲1.0Mpa.g。假若液氯處于靜止不流動狀態，由于液氯會不斷吸收外界空氣中的熱量使溫度上升，而發生汽化致使體積膨脹；如果液氯在容器內被裝滿，沒有自由空間允許其膨脹，液體又具有不可壓縮的性質，這時液氯隨著溫度上升就會産生巨大的壓強，使容器爆破。假如液氯容器是裝滿的，不能自由膨脹，當溫度上升到50℃，壓力可達到50Mpa.g。這將大大超過一般壓力容器所能承受的允許壓力。液氯鋼瓶也嚴禁充填系數超過80%，液氯槽車的設計溫度爲50"C。
液氯槽車充裝時有相的變化，是一個吸熱過程。一般充裝溫度低于室溫。充裝後．槽車溫度上升緩慢，這時液氯體積占槽車容積百分比隨之增大．氣相空間變小。如果過量充裝．溫度上升將導致壓力增加，這時內壓上升將不是飽和蒸氣壓上升規律。壓力過高槽車罐體既有發生爆炸的危險。
我國對液氯容器及其充裝有嚴格的規定，並有公安、消防、安監等部門在運輸環節上進行嚴格監督檢查，對過量充裝的處罰力度是相當大的。爲此，在液氯充裝時就要進行實時監督，防止過量充裝。一旦在過磅時發現過量充裝，處罰及卸載所需要的人力、物力和財力損失會很大。
由此可見，液氯充裝過程中的計量就顯得十分重要。
2、液氯槽車充裝過程中的誤差分析
2.1 液氯槽車充裝裝置本身的誤差
到目前爲止，流量計還僅僅是用在液氯槽車的充裝裝置之上。而槽車充裝裝置的加工生産卻基本上是由用戶自己完成的。因此，各個用戶充裝裝置的結構、控制部分及閥門等的設計選型，流量計的安裝位置也就各有不同。雖然流量計的計量精度較高。但是，由上述原因帶來的計量誤差遠遠大于流量計本身的誤差。比如：由于用戶選用的閥門有氣動的、有電動的、也有手動的。當充裝開始時如果閥門打開的速度過快，就會造成閥前液氯的壓力急劇下降，從而産生液氯的氣化現象（參見圖一）。
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圖一、液氯溫度與飽和蒸汽壓圖
而如果流量計的安裝位置距離閥門較近的話，就會造成流量計內的液氯介質氣化而出現兩相的情況。導致計量誤差的嚴重偏離。山東東營一家化工公司在其50万吨离子膜烧碱项目的液氯充装平台上安装了四台进口的世界名牌科氏金牛娱乐。虽然流量計本身的性能和计量精度都很高，但用户实际使用过程中，四台金牛娱乐的误差均很大。充装一辆20噸的槽車，流量計與稱重電子秤的最大的誤差接近或超過一噸，達到5%以上。可見，流量計供貨廠家一定要幫助用戶進行流量計的選型，安裝位置的確定，並嚴格執行安裝工藝。以及制定一套合理的充裝操作工藝規程。只有這樣才能盡量減少由充裝設備帶來的計量誤差。
2.2 充裝管道抽空帶來的誤差。
按照<<液氯包裝工藝及安全操作規程>>的要求，液氯槽車充裝設備必須設有兩條管道。即：一條液相管道和一條氣相管道。其中：液相管道用來充裝液氯的輸送；氣相管道用來在充裝之前對槽車罐體抽空和當液氯充到規定容量後，對充裝連接管進行抽空，至抽盡余氯爲止。另外，有些用戶因爲槽車充裝作業的工作量較小，不經常裝車。爲安全起見還要將液相管道也進行抽空。（見圖二）
圖二、液氯充裝平台管道的規範配置
由于液氯充裝這一特殊的安全性要求，流量計在用于液氯槽車充裝計量時，必須考慮上述因素所帶來的誤差。
可以用下面公式計算出充裝管道抽空帶來的誤差量△：
Δ=L×0.785D2×ρ
式中：D---管道的內徑尺寸
L---抽空部分管道的長度
ρ---液氯的工況密度
多數情況下僅有充裝連接管需要抽空，該誤差相對于實際充裝量都是很小的，可以忽略。
但當液相管道也需要抽空時，該誤差就一定要考慮。
由于液氯充裝工藝的特殊性，流量計暫時還不能作爲結算計量器具替代地中衡使用。
2.3 環境溫度的影響。
因爲，用戶從液氯儲罐至充裝車位的距離各不相同，輸送管道的長短也就不同；輸送管道的口徑也各不相同，流速的差距也相當大。在液氯充裝時，如果輸送管道過長，閥門開得過大，勢必造成管道的壓力損失過大。在溫度不變的情況下，從液氯的飽和蒸汽壓圖（圖一）可以看出液氯就會出現氣化現象。且氣化的程度與充裝的流速成正比。由于液氯的熱膨脹系數很大，氯從液態變成氣態時，體積增大約460倍。此時，若流量計中的液氯呈兩相介質。則計量數據會産生上百倍的誤差。此種情況在夏季高溫季節尤其嚴重。不但影響計量精度，也會影響充裝效率。
在實際應用過程中，金牛娱乐就曾經遇到過類似問題。魯西化工集團液氯充裝站的一個槽車充裝位，距液氯儲罐的距離大約有50米，采用的是DN50的裸露管道输送。在该管道上还开有三个给液氯钢瓶充装的分支。选用的金牛娱乐安装在装车位下部，距充装开闭阀门不足3米（見圖三）。
图三、金牛娱乐安装位置
冬季時由于環境溫度較低，流量計的工作比較正常。到了夏季，隨著溫度的升高，液氯既産生氣化現象，尤其是當三個鋼瓶也同時充裝時，流量計工作失常，嚴重時已無法計量。經過與用戶協商，在裝車位流量計下遊一側安裝了壓力表，制定了一個操作規程，控制充裝閥門開啓時保持管道內的壓力在允許範圍之內。同時，對于所有液氯充裝輸送管道均進行了保溫處理。從而，保證了流量計的穩定工作。
2.4 外界振動幹擾的影響
由于金牛娱乐是依靠检测管振动代替其旋转，从而产生科氏力来计量管道中介质的質量流量的。因此，实际使用中外界振动干扰对其计量精度的影响是很大的。因干扰源各不相同，干扰频率与振动幅度也各有不同。金牛娱乐无法给出定量的误差分析。从实践中金牛娱乐感到，由于液氯充装平台的刚性一般都较差。在充装操作过程中阀门的开闭，人员的走动，槽车中流体冲击带来的振动，对金牛娱乐的计量精度都会产生不同程度的影响。所以，金牛娱乐的安装位置、固定方式是实际应用时必须考虑的影响因素。
3、选用金牛娱乐的必要性
综上所述，液氯的充装计量是一个受多种因素影响的复杂的过程。不但要考虑各种影响因素，更要选用一种既具有较高的计量精度和稳定性，又比较适合该计量环境的计量仪表。根据我公司多年的使用经验，金牛娱乐认为在液氯充装设备上使用科氏金牛娱乐有如下优点：
3.1 不需要溫度壓力補償，直接測量介質的質量流量。
科氏力金牛娱乐是目前世界上公认的可直接测量介质質量流量的一种高精度流量仪表。因此，它不存在其他类型依靠密度补偿运算的質量流量仪表，因压力、温度补偿带来的计量误差。
3.2 計量准確度高，穩定性好。
由它的工作原理决定了其具有很高的金牛娱乐量精度，以及较好的工作稳定性。
3.3 無任何阻流元件，使用壽命較長。
科氏力金牛娱乐的介质流道是光滑的管道，内部没有任何阻流元件。因此，它的压力损失小，使用寿命长。
3.4 實現在線溫度、密度監控，防止氣化發生。
科氏金牛娱乐不但是一种高精度的流量仪表，它还是一个在线温度计和高精度（0.2%）的在線密度計。可以對于液氯進行實時的在線溫度和密度監控，從而防止氣化的發生。
3.5 調試簡單，維修費用低。
?科氏金牛娱乐需要用户设定的参数极少。只要严格按照安装技术要求安装，调试过程仅是一个校零点的简单工作。而且，因为该流量計基本上没有易损件。除人为因素以外，运行中基本不会出现故障。所以，维护、维修费用极低。
4、液氯槽车充装中使用金牛娱乐的几点建议
4.1 金牛娱乐要尽量远离灌装出口安装，尤其是尽量不要安装在操作平台上面。因为，一方面槽车灌装开始初期，由于罐体内的压力很低，液氯的流速较高，在靠近出口的阀门、法兰等处会因局部压力损失过大而产生局部气化现象。使金牛娱乐无法正常运行。另一方面，在此位置安装会不可避免的将一些外来振动干扰引入流量計，造成计量误差。
4.2 金牛娱乐要尽量靠近地面安装，并且在地上对流量計两端做坚固的支撑。如果，因条件不具备，只能做架空安装时，也一定要对流量計的两端做比较稳定的支撑。实践证明这一点对流量計的正常工作，也是十分重要的。
4.3 在金牛娱乐选型时，尽量使常用流量落在流量計量程范围的1/2—2/3之間。以減少由于液氯充裝過程的後期，由于罐體內壓過大致使瞬時流量過小而造成的計量誤差。
4.4充裝控制閥門的開關速度要控制在適當的範圍。控制的依據是保持流量計所在管道內介質的壓力在穩定的液態範圍內（可以參考圖一的數據）。采用手動閥門的場合，可以人工觀察該管段的壓力表的讀數在許用範圍。如果是采用自動閥門控制的場合，可以采取由壓力信號控制閥門開關速度的方案。
4.5 所有液氯輸送管道都要進行完善的保溫處理。
4.6 全部管道、阀门和流量計安装完成后一定要进行高速吹扫。这是所有金牛娱乐安装完成后必须做的一项工作。因为，如不吹扫干净。当有杂物存留在金牛娱乐的检测管内，且无规则分布时，就会造成流量計严重超差。
?金牛娱乐在多家用户使用金牛娱乐作为液氯充装计量的经验证明，只要充分考虑到液氯充装的特殊性，提前消除产生误差的因素，充装计量的误差完全可以控制在0.5%以内。以上是金牛娱乐在液氯充装计量过程中使用科氏金牛娱乐的一点体会，愿与同行及用户共同探讨。以便于推广使用。
備注：
壓力單位：MPa.g-----兆帕.表壓力????????? MPa.a-----兆帕.絕對壓力
參考文獻：
1、液氯工序培訓手冊---------中國成達化學工程公司王瓊、曾宇峰、楊萍
2、液化氣體鐵路槽車安全管理規定--------勞動總局、化工部頒布。來源自四川消防網
