63混油界面检测与混油处理解析.pptx
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1、2024/8/22 周四周四输油管道设计与管理输油管道设计与管理1第三节第三节 混油界面检测与混油处理混油界面检测与混油处理对于多种油品的顺序输送,正确地检测和跟踪混油界面并能对于多种油品的顺序输送,正确地检测和跟踪混油界面并能及时进行油品分输和末站混油界面切割,是保证输送油品质及时进行油品分输和末站混油界面切割,是保证输送油品质量的关键。量的关键。一、混油浓度检测方法一、混油浓度检测方法 1 1、密度计、密度计密度型界面检测系统(简称密度计)是国内外成品油管道顺密度型界面检测系统(简称密度计)是国内外成品油管道顺序输送中最普遍的方法,它是一种比较直接的检测方法。序输送中最普遍的方法,它是一种
2、比较直接的检测方法。2024/8/22 周四周四输油管道设计与管理输油管道设计与管理2根据根据根据根据混合油品的密度与各组分的密度、浓度之间的关系混合油品的密度与各组分的密度、浓度之间的关系混合油品的密度与各组分的密度、浓度之间的关系混合油品的密度与各组分的密度、浓度之间的关系:2024/8/22 周四周四输油管道设计与管理输油管道设计与管理3能够连续测量的密度型界面检测仪表有很多种,目前国外较能够连续测量的密度型界面检测仪表有很多种,目前国外较能够连续测量的密度型界面检测仪表有很多种,目前国外较能够连续测量的密度型界面检测仪表有很多种,目前国外较多使用的是多使用的是多使用的是多使用的是浮筒式
3、和振动式浮筒式和振动式浮筒式和振动式浮筒式和振动式。2024/8/22 周四周四输油管道设计与管理输油管道设计与管理4浮筒式密度型界面检测系统一次仪表的主要部件是计量箱、浮筒式密度型界面检测系统一次仪表的主要部件是计量箱、浮筒式密度型界面检测系统一次仪表的主要部件是计量箱、浮筒式密度型界面检测系统一次仪表的主要部件是计量箱、浮筒、连杆和平衡弹簧。从管线内油品取样,油样连续流入浮筒、连杆和平衡弹簧。从管线内油品取样,油样连续流入浮筒、连杆和平衡弹簧。从管线内油品取样,油样连续流入浮筒、连杆和平衡弹簧。从管线内油品取样,油样连续流入一个平衡的计量箱,随着油样密度的增加与减少,浮筒即下一个平衡的计量
4、箱,随着油样密度的增加与减少,浮筒即下一个平衡的计量箱,随着油样密度的增加与减少,浮筒即下一个平衡的计量箱,随着油样密度的增加与减少,浮筒即下沉或上升。沉或上升。沉或上升。沉或上升。浮筒位置与油品密度成比例浮筒位置与油品密度成比例浮筒位置与油品密度成比例浮筒位置与油品密度成比例,压差变送器把一次,压差变送器把一次,压差变送器把一次,压差变送器把一次信号送入记录仪表,由记录仪表所显示的密度变化可得知混信号送入记录仪表,由记录仪表所显示的密度变化可得知混信号送入记录仪表,由记录仪表所显示的密度变化可得知混信号送入记录仪表,由记录仪表所显示的密度变化可得知混油段的到达位置。油段的到达位置。油段的到达
5、位置。油段的到达位置。振动式密度计是将探针型结构的探头装在管道内部,并配备振动式密度计是将探针型结构的探头装在管道内部,并配备振动式密度计是将探针型结构的探头装在管道内部,并配备振动式密度计是将探针型结构的探头装在管道内部,并配备电子仪表系统。其原理是电子仪表系统。其原理是电子仪表系统。其原理是电子仪表系统。其原理是以振动物体的简谐运动结合牛顿第以振动物体的简谐运动结合牛顿第以振动物体的简谐运动结合牛顿第以振动物体的简谐运动结合牛顿第二定律,进行推理测量二定律,进行推理测量二定律,进行推理测量二定律,进行推理测量。让一定质量的流体与一弹性物体作。让一定质量的流体与一弹性物体作。让一定质量的流体
6、与一弹性物体作。让一定质量的流体与一弹性物体作用,使其产生简谐运动。探针的振动周期与浸没它的液体有用,使其产生简谐运动。探针的振动周期与浸没它的液体有用,使其产生简谐运动。探针的振动周期与浸没它的液体有用,使其产生简谐运动。探针的振动周期与浸没它的液体有关,通过测量其振动周期即可检测油品的密度。关,通过测量其振动周期即可检测油品的密度。关,通过测量其振动周期即可检测油品的密度。关,通过测量其振动周期即可检测油品的密度。2024/8/22 周四周四输油管道设计与管理输油管道设计与管理5 兰成渝成品油管道兰成渝成品油管道兰成渝成品油管道兰成渝成品油管道就是在各分输就是在各分输就是在各分输就是在各分
7、输(泵泵泵泵)站进站管线、末站的站进站管线、末站的站进站管线、末站的站进站管线、末站的进站管线上安装高精度的进站管线上安装高精度的进站管线上安装高精度的进站管线上安装高精度的(可达万分之一可达万分之一可达万分之一可达万分之一)振动式密度计,在振动式密度计,在振动式密度计,在振动式密度计,在线监测管内油品密度的变化,用于柴油和汽油间的混油界面线监测管内油品密度的变化,用于柴油和汽油间的混油界面线监测管内油品密度的变化,用于柴油和汽油间的混油界面线监测管内油品密度的变化,用于柴油和汽油间的混油界面检测。自动控制系统对在线密度计的检测结果进行自动分析,检测。自动控制系统对在线密度计的检测结果进行自动
8、分析,检测。自动控制系统对在线密度计的检测结果进行自动分析,检测。自动控制系统对在线密度计的检测结果进行自动分析,准确地判定纯油和混油的切割界面,并按预先设定的操作程准确地判定纯油和混油的切割界面,并按预先设定的操作程准确地判定纯油和混油的切割界面,并按预先设定的操作程准确地判定纯油和混油的切割界面,并按预先设定的操作程序将纯油和混油分离,完成对混油界面的自动切割。图序将纯油和混油分离,完成对混油界面的自动切割。图序将纯油和混油分离,完成对混油界面的自动切割。图序将纯油和混油分离,完成对混油界面的自动切割。图6.136.13为兰成渝管道成都站的密度变化曲线。为兰成渝管道成都站的密度变化曲线。为
9、兰成渝管道成都站的密度变化曲线。为兰成渝管道成都站的密度变化曲线。2024/8/22 周四周四输油管道设计与管理输油管道设计与管理7 2 2、超声波界面检测器、超声波界面检测器uu在在在在常常常常温温温温条条条条件件件件下下下下,油油油油品品品品的的的的密密密密度度度度越越越越大大大大,超超超超声声声声波波波波在在在在油油油油品品品品中中中中的的的的传传传传播播播播速速速速度度度度就就就就越越越越快快快快。混混混混油油油油浓浓浓浓度度度度的的的的超超超超声声声声波波波波法法法法检检检检测测测测,就就就就是是是是根根根根据据据据超超超超声声声声波波波波在在在在不不不不同同同同密密密密度度度度的的
10、的的油油油油品品品品中中中中的的的的传传传传播播播播速速速速度度度度不不不不同同同同的的的的特特特特性性性性,在在在在管管管管道道道道沿沿沿沿线线线线安安安安装装装装超超超超声声声声波波波波检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表,通通通通过过过过连连连连续续续续测测测测量量量量声声声声波波波波通通通通过过过过管管管管道道道道的的的的时时时时间间间间,确确确确定定定定管内油流的密度,从而检测混油的浓度。管内油流的密度,从而检测混油的浓度。管内油流的密度,从而检测混油的浓度。管内油流的密度,从而检测混油的浓度。2024/8/22 周四周四输油管道设计与管理输油管道设计与管理8uu利利利利用用用用超超超超
11、声声声声波波波波检检检检测测测测仪仪仪仪表表表表检检检检测测测测混混混混油油油油浓浓浓浓度度度度是是是是利利利利用用用用超超超超声声声声波波波波油油油油品品品品界界界界面面面面检检检检测测测测仪仪仪仪,记记记记录录录录不不不不同同同同时时时时刻刻刻刻混混混混合合合合油油油油品品品品的的的的声声声声时时时时值值值值。再再再再根根根根据据据据油油油油品品品品浓浓浓浓度与声时的关系,计算不同时刻油品的浓度:度与声时的关系,计算不同时刻油品的浓度:度与声时的关系,计算不同时刻油品的浓度:度与声时的关系,计算不同时刻油品的浓度:uu声声声声时时时时是是是是指指指指超超超超声声声声波波波波通通通通过过过过
12、两两两两倍倍倍倍管管管管径径径径距距距距离离离离的的的的油油油油流流流流所所所所需需需需的的的的时时时时间间间间,单单单单位是位是位是位是 。uu式中式中式中式中:T:T:T:TH H H H为混合油品的声时值,由超声波油品界面检测仪为混合油品的声时值,由超声波油品界面检测仪为混合油品的声时值,由超声波油品界面检测仪为混合油品的声时值,由超声波油品界面检测仪表测得表测得表测得表测得;uuT T T TA A A A和和和和T T T T B B B B分别为分别为分别为分别为A A A A、B B B B两种油品的声时值,可从有关资料图表两种油品的声时值,可从有关资料图表两种油品的声时值,可从
13、有关资料图表两种油品的声时值,可从有关资料图表中查取。中查取。中查取。中查取。图图图图6-146-14表明:从低端的乙烷、表明:从低端的乙烷、表明:从低端的乙烷、表明:从低端的乙烷、丙烷混合物到高端的燃料油,丙烷混合物到高端的燃料油,丙烷混合物到高端的燃料油,丙烷混合物到高端的燃料油,其密度和声速之间的关系近其密度和声速之间的关系近其密度和声速之间的关系近其密度和声速之间的关系近似是线性的。连续测量并记似是线性的。连续测量并记似是线性的。连续测量并记似是线性的。连续测量并记录声波通过输油管道的时间,录声波通过输油管道的时间,录声波通过输油管道的时间,录声波通过输油管道的时间,就能确定管内油流的
14、密度,就能确定管内油流的密度,就能确定管内油流的密度,就能确定管内油流的密度,从而分辨出油流的品种和混从而分辨出油流的品种和混从而分辨出油流的品种和混从而分辨出油流的品种和混油浓度。油浓度。油浓度。油浓度。2024/8/22 周四周四输油管道设计与管理输油管道设计与管理10 3 3、记号型界面检测系统、记号型界面检测系统uu记号型界面检测系统是先把作为记号的物质溶解在有记号型界面检测系统是先把作为记号的物质溶解在有记号型界面检测系统是先把作为记号的物质溶解在有记号型界面检测系统是先把作为记号的物质溶解在有机溶剂中制成机溶剂中制成机溶剂中制成机溶剂中制成示踪物示踪物示踪物示踪物,在首站将示踪物注
15、入界面,在,在首站将示踪物注入界面,在,在首站将示踪物注入界面,在,在首站将示踪物注入界面,在末站检测记号物质即可得知混油段,随界面的变化,末站检测记号物质即可得知混油段,随界面的变化,末站检测记号物质即可得知混油段,随界面的变化,末站检测记号物质即可得知混油段,随界面的变化,示踪物会扩散开来,在末站的有关仪表上可记录到强示踪物会扩散开来,在末站的有关仪表上可记录到强示踪物会扩散开来,在末站的有关仪表上可记录到强示踪物会扩散开来,在末站的有关仪表上可记录到强度信号,由此可确定混油头与混油尾。度信号,由此可确定混油头与混油尾。度信号,由此可确定混油头与混油尾。度信号,由此可确定混油头与混油尾。u
16、u记号物质可采用记号物质可采用记号物质可采用记号物质可采用色素染料色素染料色素染料色素染料、萤光染料萤光染料萤光染料萤光染料和具有高电子亲和具有高电子亲和具有高电子亲和具有高电子亲合力的合力的合力的合力的化学惰性气体化学惰性气体化学惰性气体化学惰性气体。由于色素染料放置于某些成品。由于色素染料放置于某些成品。由于色素染料放置于某些成品。由于色素染料放置于某些成品油中会降低其商品价值,现在一般已不采用色素染料油中会降低其商品价值,现在一般已不采用色素染料油中会降低其商品价值,现在一般已不采用色素染料油中会降低其商品价值,现在一般已不采用色素染料作为示踪物质。作为示踪物质。作为示踪物质。作为示踪物
17、质。2024/8/22 周四周四输油管道设计与管理输油管道设计与管理11uu在顺序输送不同级别的油品之间的混油界面注入某种萤光剂,在顺序输送不同级别的油品之间的混油界面注入某种萤光剂,在顺序输送不同级别的油品之间的混油界面注入某种萤光剂,在顺序输送不同级别的油品之间的混油界面注入某种萤光剂,然后使用界面检测器即可检测到混油界面。这种萤光剂为某种然后使用界面检测器即可检测到混油界面。这种萤光剂为某种然后使用界面检测器即可检测到混油界面。这种萤光剂为某种然后使用界面检测器即可检测到混油界面。这种萤光剂为某种萤光染料,萤光染料,萤光染料,萤光染料,它能吸收不可见的紫外光波,并能将紫外光转变为它能吸收
18、不可见的紫外光波,并能将紫外光转变为它能吸收不可见的紫外光波,并能将紫外光转变为它能吸收不可见的紫外光波,并能将紫外光转变为可见光波而反射出来。可见光波而反射出来。可见光波而反射出来。可见光波而反射出来。萤光染料大多是含苯或杂环并带有共轭萤光染料大多是含苯或杂环并带有共轭萤光染料大多是含苯或杂环并带有共轭萤光染料大多是含苯或杂环并带有共轭双键的化合物。双键的化合物。双键的化合物。双键的化合物。uu将一定浓度的萤光剂注入到顺序输送油品的混油段中,油品中将一定浓度的萤光剂注入到顺序输送油品的混油段中,油品中将一定浓度的萤光剂注入到顺序输送油品的混油段中,油品中将一定浓度的萤光剂注入到顺序输送油品的
19、混油段中,油品中萤光剂的含量与萤光强度成正比萤光剂的含量与萤光强度成正比萤光剂的含量与萤光强度成正比萤光剂的含量与萤光强度成正比。通过萤光界面检测器持续不。通过萤光界面检测器持续不。通过萤光界面检测器持续不。通过萤光界面检测器持续不断地监测管道中流动油品萤光强度的变化,以检测油品的混油断地监测管道中流动油品萤光强度的变化,以检测油品的混油断地监测管道中流动油品萤光强度的变化,以检测油品的混油断地监测管道中流动油品萤光强度的变化,以检测油品的混油界面。与煤油混合组成的萤光剂在油品中有很高的溶解度,即界面。与煤油混合组成的萤光剂在油品中有很高的溶解度,即界面。与煤油混合组成的萤光剂在油品中有很高的
20、溶解度,即界面。与煤油混合组成的萤光剂在油品中有很高的溶解度,即使管线停止运行,萤光剂也会全都分散在油品中,并能准确地使管线停止运行,萤光剂也会全都分散在油品中,并能准确地使管线停止运行,萤光剂也会全都分散在油品中,并能准确地使管线停止运行,萤光剂也会全都分散在油品中,并能准确地确定油品之间的混油段。确定油品之间的混油段。确定油品之间的混油段。确定油品之间的混油段。(1)萤光剂萤光剂2024/8/22 周四周四输油管道设计与管理输油管道设计与管理12uu整套检测系统包括:与萤光剂,萤光剂的注入泵和储罐,萤光界整套检测系统包括:与萤光剂,萤光剂的注入泵和储罐,萤光界整套检测系统包括:与萤光剂,萤
21、光剂的注入泵和储罐,萤光界整套检测系统包括:与萤光剂,萤光剂的注入泵和储罐,萤光界面检测器和具有一组电动计数器的分批跟踪系统。面检测器和具有一组电动计数器的分批跟踪系统。面检测器和具有一组电动计数器的分批跟踪系统。面检测器和具有一组电动计数器的分批跟踪系统。uu l 972l 972年,美国的帕兰特逊年,美国的帕兰特逊年,美国的帕兰特逊年,美国的帕兰特逊(Platation)(Platation)管道公司在一条从北卡罗纳管道公司在一条从北卡罗纳管道公司在一条从北卡罗纳管道公司在一条从北卡罗纳州的格林斯伯勒到华盛顿的哥伦比亚特区的成品油管线上安装了州的格林斯伯勒到华盛顿的哥伦比亚特区的成品油管线
22、上安装了州的格林斯伯勒到华盛顿的哥伦比亚特区的成品油管线上安装了州的格林斯伯勒到华盛顿的哥伦比亚特区的成品油管线上安装了这种萤光记号型界面检测系统。实际使用表明,在各种条件下,这种萤光记号型界面检测系统。实际使用表明,在各种条件下,这种萤光记号型界面检测系统。实际使用表明,在各种条件下,这种萤光记号型界面检测系统。实际使用表明,在各种条件下,示踪剂都能给出明显的信号。在管道较长距离的运行中,示踪剂示踪剂都能给出明显的信号。在管道较长距离的运行中,示踪剂示踪剂都能给出明显的信号。在管道较长距离的运行中,示踪剂示踪剂都能给出明显的信号。在管道较长距离的运行中,示踪剂无明显滞后,并发现在管道停止运行
23、一周多后,示踪剂在管道内无明显滞后,并发现在管道停止运行一周多后,示踪剂在管道内无明显滞后,并发现在管道停止运行一周多后,示踪剂在管道内无明显滞后,并发现在管道停止运行一周多后,示踪剂在管道内油品中的分布也不变。我国兰成渝成品油管道对于密度相近的油品中的分布也不变。我国兰成渝成品油管道对于密度相近的油品中的分布也不变。我国兰成渝成品油管道对于密度相近的油品中的分布也不变。我国兰成渝成品油管道对于密度相近的9090#汽油和汽油和汽油和汽油和9393#汽油,原设计用添加荧光剂的方法来检测混油界面。由汽油,原设计用添加荧光剂的方法来检测混油界面。由汽油,原设计用添加荧光剂的方法来检测混油界面。由汽油
24、,原设计用添加荧光剂的方法来检测混油界面。由于管道将来可能要输送航煤,故改采用光学检测法来监测管内于管道将来可能要输送航煤,故改采用光学检测法来监测管内于管道将来可能要输送航煤,故改采用光学检测法来监测管内于管道将来可能要输送航煤,故改采用光学检测法来监测管内9090#汽油和汽油和汽油和汽油和9393#汽油的混油界面。汽油的混油界面。汽油的混油界面。汽油的混油界面。2024/8/22 周四周四输油管道设计与管理输油管道设计与管理13(2)气体记号型气体记号型uu这种检测方法是将某种气体作为示踪物质注入管内不同油品界这种检测方法是将某种气体作为示踪物质注入管内不同油品界这种检测方法是将某种气体作
25、为示踪物质注入管内不同油品界这种检测方法是将某种气体作为示踪物质注入管内不同油品界面之间,然后在分输站使用色谱仪采样分析示踪气体在油品中面之间,然后在分输站使用色谱仪采样分析示踪气体在油品中面之间,然后在分输站使用色谱仪采样分析示踪气体在油品中面之间,然后在分输站使用色谱仪采样分析示踪气体在油品中的浓度分布即可检测到混油界面。的浓度分布即可检测到混油界面。的浓度分布即可检测到混油界面。的浓度分布即可检测到混油界面。示踪气体要具有高电子亲合示踪气体要具有高电子亲合示踪气体要具有高电子亲合示踪气体要具有高电子亲合力、化学惰性且无毒。力、化学惰性且无毒。力、化学惰性且无毒。力、化学惰性且无毒。目前,
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