石化企業乙烯氣體質量流量測量分析

　　乙烯氣體對外輸送一般是管道輸送。在輸送過程中的流量測量，與其他化工原料存有共性問題，即它是易燃、易爆氣體，并且在壓力、溫度變化達到一定程度時，有氣、液兩相轉換的特性，亦會成為氣、液兩相流的狀態，這是流量測量中要注意的。在確認管道輸送乙烯確屬氣相的前提下，選擇氣體流量計，進行流量測量與計量。
　　適用乙烯氣體流量測量的氣體流量計的種類較多，如差壓式流量計（包括孔板、噴嘴、阿紐巴、變管式、V-錐形流量計等）、渦街流量計、旋進式旋渦流量計、科里奧式質量流量計、熱式質量流量計、羅茨流量計等等。它們在乙烯氣體測量中各有優勢，表1列出部分氣體流量計的技術性能及工作條件。
　　北京燕山石油化工（集團）有限公司乙烯裂解裝置的乙烯氣體的流量測量，其生產裝置內，多采用差壓式流量計；而外送用于計量交接的，多采用其他類型流量計，現結合在向外單位輸送氣體乙烯曾發生過計量糾紛的例子，談談乙烯氣體質量流量測量的問題。
1 遠距離輸送和用一條管線供應數個用戶時，應注意計量交接地點和統一計量表的選型
　　北京燕山石油化工（集團）有限公司在向北京某3個單位輸送氣體乙烯過程中，供方用的是美國Dodower公司F-4000型氣體渦輪流量計，口徑為DN150，最大流為標準狀況下14×103m3/h，正常運行量在34%流量刻度上，精度為0.5級，帶溫度壓力自動補償環節；3個用戶均在50km以外。用量最大的是氣體羅茨流量計，其精度在0~0.2qvmax時誤差為±2%，（0.2~1）qvmax時誤差為±1%，帶壓縮系數Z值人為設置環節；另外兩個用戶均采用的是日本橫河制造的渦街流量計，精度為1級，帶溫壓補償環節。1988年全年累積誤差達10%，用戶報告給北京市技術監督局，技術監督局與供、需雙方組成三方參加的調查小組。經調查小組倒班對量、調查分析，除發現在低壓下送氣，誤差偏大的規律外，沒有發現大的問題，當時沒有得出統一的認識。供方認為其主要原因有以下幾點：
　　1)DN150管道長達50多公里，相當于880多立方米的大“儲罐”，供方是進“罐”前進行測量計量；而三個用戶均是從罐內取出后再檢測計量。對于氣體物料，它的體積是隨溫度、壓力變化而變化的，中間夾這樣大的可“伸縮”的“罐”，4臺表的檢測數據肯定會存有差異。
　　2)用量最大的用戶的流量計為羅茨流量計，其乙烯氣體的壓縮系（因）數Z值，是根據設計的操作壓力不變值而人為設置的固定Z值。實際的乙烯氣體壓縮系（因）數Z值，是由氣體的物性和操作壓力、溫度等條件決定的，它的具體值可從有關資料中Z=f(p,T)曲線圖上或表格中查出。如在圖1乙烯氣體在高壓下的壓縮因數圖中可以看出，乙烯氣體的Z值在常溫常壓或低壓下，Z≈1；而在一定的壓力范圍內（此圖為6001b/in2(1b/in2=68947.76Pa，下同）以下），隨壓力的增高Z值變小。如在常溫70°F（21.1℃）時，當壓力為p=3001b/in2(約為2.1MPa)時，查圖1得到的Z=0.86設置在表內，流量計就按此Z值進行積算流過的氣體量。而當實際輸送壓力降低，如降到1MPa下送氣（長達50多公里的輸送距離，是很容易造成壓力降低的），此時溫度沒變，它的Z值從圖1上查出，應為Z=0.936，此時若仍按Z=0.86計算流過的乙烯氣量，測量計算的結果肯定會偏低（偏低約為9%）。需方所采用的是沒有對壓縮系數Z值進行自動補償的講師測量系統，在壓力偏低狀態下運行，所累積的量肯定仿低，這是造成差量的一個主要原因。