一種液體裝卸過程揮發損失的測試方法及系統的製作方法
2023-10-18 08:11:09 1
專利名稱：一種液體裝卸過程揮發損失的測試方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及環境保護及節能技術領域，特指測定各類容器在裝卸液體作業時產生的揮發損失的方法及其相應的測試系統。
背景技術：
一些容器(如立式罐、臥式罐)在裝卸液體作業時會產生比較嚴重的揮發損失；例如，原油、汽油、柴油、石腦油等石油及石油產品、化工產品，由於受到工藝技術及設備的限制，這些液體在向油罐裝卸作業時，不可避免地會有一部分較輕的液態組分汽化並逸入大氣，存在著嚴重的揮發損失；像這類液體，其揮發損失帶來的危害很大，不僅給儲運各個環節帶來環境汙染，還會引起資源浪費，造成嚴重的經濟損失，並使液體質量下降，影響液體的正常使用，同時也易產生不容忽視的安全隱患。 當一種容器在裝卸液過程時，由於液位的不斷變化就會引起揮發損失；當容器在裝液過程時，液位不斷上升，容器內氣體受到壓縮，壓力升高，如果該容器為常壓罐或大氣罐時，容器內的氣體會經過容器(或油罐)的呼吸閥或排放口排入大氣，造成損失；當容器在卸液過程時，液位不斷下降，容器內氣體空間增大，壓力減小，當壓力下降到呼吸閥的控制值時，呼吸閥打開，空氣被吸入容器，使得氣體空間的液體蒸氣濃度下降，促使液體蒸氣的進一步揮發，在卸液過程結束後，容器內壓力又逐漸上升，直至向容器外排出氣體，造成揮發損失；液體裝卸過程揮發損失的大小不僅與該液體的物性(如密度、組分)有關，還與容器的結構類型及壓力等級、所處地理位置、大氣溫度、風向、風力等諸多因素有關。液體裝卸過程產生的揮發損失是一個複雜的過程，容器裝卸過程揮發損失的理論評估主要是通過建立數學模型、對揮發損失量進行估算以及分析其影響因素；但是，目前對於液體裝卸過程揮發損失的估算尚無一個精度高、公認的理論公式。因此，本發明旨在開發出一種液體裝卸過程揮發損失的測試方法及其相應的測試系統，利用本發明，可用來測定各種具有揮發性的液體在各種裝卸條件下(如不同容器初始液體蒸氣濃度、不同進出口裝卸液流量、不同裝卸口高度、不同容器結構及其壓力等級)產生的揮發損失量，並對揮發損失量的影響因素進行評價，從而在一定程度上為降耗措施的選取和實施提供理論與實驗依據，同時，還可藉助本發明對已有的計算公式進行標定及誤差評估。根據本發明技術特點檢索了國內外資料庫，尚未見過公開發表的液體裝卸過程揮發損失的測試方法及其測試系統的專利。
發明內容
本發明的目的在於提供一種具有通用性的各種揮發性液體裝卸過程揮發損失的測試方法及相應的測試系統，從而可為容器在進行液體裝卸過程的揮發損失進行測定，並通過分析揮發損失量的影響因素，為指導降耗措施的選取和實施提供理論與實驗依據。同時，還可藉助本發明對已有的計算公式進行標定及誤差評估。
本發明的測試內容主要包括濃度場和溫度場的分布、容器排放的氣液比、揮發損失量(損失率)。實現本發明目的的技術方案為
(I)在裝卸液體容器內部縱向等距離布置:Te個不同高度的裝液口 ；裝液口的個數可以根據容器的高度以及實 際需要而定。根據數據採集的精度要求以及容器的大小，每2個裝油口間的垂直距離可設計為200mnT500mm，並且最高(或最低)的裝液口離容器頂部(或底部)的距離一般為200mnT300mm。其中，對數據採集的精度要求高或小容器，取較小值；否則，可取較大值。(2)在裝卸液體容器內部縱向分別等距離布置若干個高靈敏度的溫度測試點及若干個自吸式氣體取氣口，以及在氣相管線出口處也分別布置I個高靈敏度的溫度測試點及I個自吸式氣體取氣口，來分別實測裝、卸過程液體蒸氣的溫度及濃度分布情況。根據容器的高度，沿容器內縱向布置31個溫度測試點及31個自吸式氣體取氣口，根據數據採集的精度要求以及容器的大小，每2個溫度測試點或每2個自吸式氣體取氣口間的垂直距離可設計為100mnT300mm，而同一平面的溫度測試點與自吸式氣體取氣口間的水平距離可設計為200mnT350mm。假設容器內布置4個溫度測試點及4個自吸式氣體取氣口，容器高度為H，則溫度測試點及自吸式氣體取氣口分別布置在H/5、2H/5、3H/5、4H/5平面處，容器內溫度測試點和自吸式氣體取氣口是用來觀察容器內溫度及濃度場分布的變化規律。(3)利用體積——濃度法測試原理，即用氣體流量變送器測出裝卸液體容器排放口排放出的液體蒸氣與空氣混合氣的體積，再用氣相色譜儀或其它合適的氣體組分分析儀測出該混合氣的蒸氣濃度，計算出該液體的揮發損失量可根據容器揮發損失的時間長短，分割為個測試時間段，然後通過實測各個時間段的損失量，再匯總計算出裝卸液體容器總的揮發損失量Am;有時，為了研究及比對方便，經常用到損失率J1, 和n具體計算如下
權利要求
1.ー種液體裝卸過程揮發損失的測試系統，其特徵在於所述系統由裝卸液體容器、液體輸送設備、エ藝管線及其配件、數據處理工作站和氣體分析工作站組成；所述的エ藝管線及其配件包括管線、過濾消氣器、控制閥和止回閥；所述的數據採集系統包括溫度傳感器、氣體流量變送器、液體流量變送器、壓カ表、真空表或壓カ變送器和自吸式氣體取氣ロ ；液體從ー種裝卸液體容器的排液出口管線依次通過過濾消氣器、真空表或壓カ變送器、液體輸送設備、壓カ表或壓カ變送器、止回閥、液體流量變送器和控制閥分別與另一種裝卸液體容器的不同高度的裝液ロ相連；另ー種裝卸液體容器的液體蒸氣一空氣混合氣的出ロ管線經控制閥、自吸式氣體取氣ロ、溫度傳感器、壓カ表或壓カ變送器、氣體流量變送器，然後通過阻火器、排放ロ排放到大氣中；在另ー種裝卸液體容器內不同高度以及氣相管線出口處布置溫度測試點及自吸式氣體取氣ロ ；溫度傳感器、壓カ表、真空表或壓カ變送器、液體流量變送器、氣體流量變送器和溫度測試點採集到的數據集中到數據處理工作站進行參數換算及運算；另ー種裝卸液體容器內以及氣相管線出ロ處的自吸式氣體取氣ロ採集的液體蒸氣一空氣混合氣體樣品送到氣體分析工作站進行液體蒸氣組分及濃度的分析後，再將數據也集中到數據處理工作站進行運算。
2.如權利要求I所述的ー種液體裝卸過程揮發損失的測試系統，其特徵在於數據處理工作站包括エ控機和印表機；氣體分析工作站包括氣相色譜儀或其它合適的氣體組分分析儀、色譜數據處理工作站和印表機。
3.如權利要求I所述的ー種液體裝卸過程揮發損失的測試系統，其特徵在於所述的裝卸液體容器為常規結構的液體儲運容器，包括固定頂立式罐、外浮頂立式罐、內浮頂立式罐、臥式罐、油艙或車輛油箱。
4.如權利要求I所述的ー種液體裝卸過程揮發損失的測試系統，其特徵在於所述的液體輸送設備可以是離心泵或其它可用來輸送液體的動カ設備。
5.如權利要求I所述的ー種液體裝卸過程揮發損失的測試系統，其特徵在於裝卸液體容器內部的自吸式氣體取氣ロ是在容器頂部開若干個ロ，然後將小ImnT 2mm的聚こ烯管或不鏽鋼管通過該ロ伸到容器內部設定的位置上，從而通過微負壓自吸抽取指定位置氣體樣品，並將該氣體樣品送到氣體組分分析儀進行組成及其濃度的分析。
6.如權利要求I或2所述的ー種液體裝卸過程揮發損失的測試系統，其特徵在於，所述的氣相色譜儀或其它合適的氣體組分分析儀的組分體積分數檢測限> 10'溫度傳感器的測量誤差> 0. TC、氣體流量變送器的測量誤差> 0. 05%、高精度液體流量變送器的測量誤差氺0. 05%、壓カ表、真空表或壓カ變送器的測量誤差氺IOOPa0
7.ー種液體裝卸過程揮發損失的測試方法，其特徵在於包括如下步驟 (1)在裝卸液體容器內部縱向等距離布置:Te個不同高度的裝液ロ； (2)在裝卸液體容器內部縱向分別等距離布置若干個高靈敏度的溫度測試點及若干個自吸式氣體取氣ロ，以及在氣相管線出口處也分別布置I個高靈敏度的溫度測試點及I個自吸式氣體取氣ロ，來分別實測裝、卸過程液體蒸氣的溫度及濃度分布情況以及用來觀察容器內溫度及濃度場分布的變化規律； (3)利用體積一濃度法測試原理，即用氣體流量變送器測出裝卸液體容器排放ロ排放出的液體蒸氣與空氣混合氣的體積，再用氣相色譜儀或其它合適的氣體組分分析儀測出該混合氣的蒸氣濃度，計算出該液體的揮發損失量可根據容器揮發損失的時間長短，分割為/7個測試時間段，然後通過實測各個時間段的損失量，再匯總計算出裝卸液體容器總的揮發損失量和損失率和/7具體計算如下
8.如權利要求7所述的一種液體裝卸過程揮發損失的測試方法，其特徵在於所述每2個相鄰裝液口間的垂直距離設計為200mnT500mm，並且最高(或最低)的裝液口離容器頂部(或底部)的距離為200mnT300mm ;其中，對數據採集的精度要求高或小容器，取小值；否則，取大值。
9.如權利要求7所述的一種液體裝卸過程揮發損失的測試方法，其特徵在於所述的在裝卸液體容器內部縱向分別等距離布置若干個高靈敏度的溫度測試點及若干個自吸式氣體取氣ロ指根據容器的高度，沿容器內縱向布置31個溫度測試點及31個自吸式氣體取氣ロ，根據數據採集的精度要求以及容器的大小，每2個相鄰溫度測試點或每2個相鄰自吸式氣體取氣ロ間的垂直距離設計為100mnT300mm，而同一平面的溫度測試點與自吸式氣體取氣ロ間的水平距離設計為200mnT350mm。
10.如權利要求9所述的ー種液體裝卸過程揮發損失的測試方法，其特徵在於裝卸液體容器內布置4個溫度測試點及4個自吸式氣體取氣ロ，容器高度為H，則溫度測試點及自吸式氣體取氣ロ分別布置在H/5、2H/5、3H/5、4H/5平面處。
全文摘要
本發明涉及環境保護及節能技術領域，特指測定各類容器在裝卸液體作業時產生的揮發損失的方法及其相應的測試系統。利用本發明，還可以測試出液體裝卸過程濃度場分布、溫度場分布、氣液比，以及這些參數受到容器內不同初始液體蒸氣濃度、不同裝卸液體速度、不同裝液口高度的影響程度。基於本發明測試獲得的裝卸過程揮發損失量及濃度場分布、溫度場分布、氣液比，通過分析各參數的影響因素，從而可用來指導生產實踐中如何降低液體裝卸過程的揮發損失量。
文檔編號G01F5/00GK102798420SQ20121023821
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者黃維秋, 石莉, 胡志倫 申請人:常州大學