一种低温筒袋泵液位读数纠偏的方法与流程

本发明涉及低温储运，尤其涉及一种低温筒袋泵液位读数纠偏的方法。

背景技术：

1、立式低温筒袋泵由于其结构中泵过流部分都安装在地面以下，不受电机、空气、日照的影响，易于保冷，而且可以采用增加埋入深度的办法提高泵的必需汽蚀余量，以满足装置汽蚀余量要求。同时，外层壳体只承受吸入压力，强度要求较低；内壳体浸没在介质中，输送介质的温度变化小，因而泵所遭温差应力较小，内壳体只承受泵内压及外压，降低了内壳体承受的压力，提高了泵的承压处境。基于上述原因，立式筒袋泵多用于输送低温、易汽化、易燃、易爆介质，尤其在lpg(液化石油气)、乙烯、lng(液化天然气)装置中得到广泛应用。

2、如lng接收站常用的lng高压泵就是立式低温筒袋泵。由于泵筒直径有限，且泵内部转动部件等较多，因此雷达等类型的液位计难于对液位进行准确测量。因此其液位计通常为差压式液位计，分别从泵筒底部和顶部取压引入差压变送器，通过测量差压来计算液位。差压变送器的安装如图1所示。

3、但是在某些lng接收站实际运行过程中发现，液位计显示满液时的液位实际值只有显示值的40％-50％，偏差太大。经过研究后发现，液位测量严重不准的原因是正压侧引压管内底部存在液柱，根据连通器原理计算，引压管内液柱抵消了部分泵筒内液体造成的压强，如图2所示。

4、当正压侧引压管无进液时：

5、p+＝pa＝p0+ρgh,p-＝p0

6、δp＝p+-p-＝p0+ρgh-p0＝ρgh

7、当正压侧引压管进液时，对泵筒侧而言：

8、pa＝p0+ρgh

9、对引压管侧而言：

10、pa＝p++ρgh

11、即：

12、p0+ρgh＝p++ρgh

13、则：

14、p+＝p0+ρg(h-h)

15、p-＝p0

16、δp＝p+-p-＝ρg(h-h)

17、式中：p+为正压侧压力，kpa；p-为负压侧压力，kpa；p0为泵筒上方的压力，kpa；pa为正压侧取压口压力，kpa；h为泵筒内液位高度，m；h为下引压管内进液高度，m；ρ为密度，kg/m3；g为重力加速度，m/s2。

18、由上述公式可知，进液高度h＝0时，测量的液位为正常值，进液高度h>0时，测量的液位偏小。

19、如上所述，低温筒袋泵下引压管内存在液柱高度而造成液位读数产生大幅偏差，是普遍存在于各低温站场的问题，其经常带来如：泵突然跳车造成生产中断，泵无法再次启动等问题，严重干扰正常的生产运行，同时还可能造成突然断供面临的下游索赔，造成较大经济损失。

20、为了解决该问题，在实际中，有的lng接收站采用去掉下引压管保冷，或对下引压管加电伴热，或将引压管拉出改造成雷达测液位通道等方式来解决泵筒液位值大幅偏差的问题，但均需对高压泵做很多改造，实施麻烦，对已投运的lng接收站更加困难。

技术实现思路

1、针对上述下引压管内存在液柱高度而造成低温泵筒液位读数产生大幅偏差的问题，本发明提出一种低温筒袋泵液位读数纠偏的方法，可利用低温筒袋泵已有设施，通过注气控压等操作即可完成液位纠偏，实施方便，费用低廉，有望在以后的储输站场中推广。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种低温筒袋泵液位读数纠偏的方法，包括：

4、将筒袋泵内泵筒的上液位计口通过上引压管连接用于液位计算的差压变送器的第一输入端，将泵筒的下液位计口通过下引压管连接所述差压变送器的第二输入端，所述泵筒能够存储目标液体介质；

5、将所述下引压管内充满泵筒运行压力下的第一气体介质，所述第一气体介质在泵筒的泵筒内运行压力下的冷凝温度低于所述目标液体介质的温度，使所述目标液体介质无法通过压缩或冷凝吸收所述第一气体介质的方式进入所述下引压管形成液柱，从而使所述差压变送器测得的泵筒液位读数处于正常值。

6、进一步地，当泵筒初始投运或清空检修后重新投运时，先将所述下引压管内充满泵筒运行压力下的第一气体介质，再将目标液体介质注入泵筒内。

7、进一步地，当泵筒初始投运或清空检修后重新投运时，先将所述下引压管内充满泵筒运行压力下的第一气体介质，再将目标液体介质注入泵筒内，包括以下步骤：

8、s1.在对泵筒进行预冷之前，利用第一气体介质对泵筒与引压管中的空气进行置换；

9、s2.所述置换完成后，关闭泵筒相关进出口，通过泵筒中部的目标液体介质入口管路上的注气口对泵筒注入第一气体介质进行加压；当泵筒顶部的气体排放口处压力表测量的压力值达到泵筒正常投运时的压力值时，停止注气；

10、s3.开启泵筒底部的预冷用目标液体介质入口管路上的阀门至预设开度，用目标液体介质对泵筒进行预冷和填充；当所述压力表测量的压力值升高时，部分开启气体排放口处的阀门，使压力值维持在泵筒正常投运时的压力值；

11、s4.保持持续从泵筒底部注入目标液体介质，同时维持泵筒压力处于正常投运时的压力值，直至泵筒液位上升至正常投运时的液位值。

12、进一步地，在下引压管上设置注气管线，当泵筒已经充液投运后，可通过该注气管线将所述第一气体介质充满下引压管。

13、进一步地，在下引压管上设置注气管线，当泵筒已经充满液投运后，通过该注气管线将所述第一气体介质充满下引压管，包括以下步骤：在下引压管上接出一根注气管线，在泵停运期间，从所述注气管线注入第一气体介质，从而将下引压管内集聚的目标液体介质排出，直至液位读数显示恢复正常。

14、进一步地，当泵筒的实际运行压力略高于泵筒正常操作压力时，下引压管内第一气体介质会受到压缩使体积减小，导致部分目标液体介质进入下引压管；此时基于实际运行压力，对下引压管内的液柱高度进行计算，并对差压变送器的液位读数值进行修正。

15、进一步地，所述基于实际运行压力，对下引压管内的液柱高度进行计算，包括：

16、δv＝v总–v高＝p正÷p高×v总

17、h＝(δv-v横)÷s

18、h真＝h读+h

19、其中，δv为下引压管中第一气体介质被压缩后减少的体积，单位为m3；v总为下引压管的总容积，单位为m3；v高为实际更高压力运行时下引压管中第一气体介质被压缩后的实际体积，单位为m3；p正为泵筒正常操作压力，单位为kpa；p高为泵筒实际运行中压力波动时出现的高操作压力，单位为kpa；h为下引压管内进液高度，单位为m；v横为下引压管底部横向管段的容积，单位为m3；s为下引压管的横截面积，单位为m2；h真为实际泵筒液位高度，单位为m；h读为当泵筒操作压力高于正常操作压力时的压差液位计读数，单位为m。

20、进一步地，当下引压管内进液高度h<0时，h真＝h读，即此时压差液位计读数等于实际泵筒液位高度。

21、进一步地，所述目标液体介质包括但不限于液化天然气、乙烯、液化石油气、液氧或液氨。

22、进一步地，所述第一气体介质包括但不限于氮气或氦气。

23、本发明的有益效果在于：

24、相比于现有储输站场采用去掉下引压管保冷，或对下引压管加电伴热，或将引压管拉出改造成雷达测液位通道等方式来解决泵筒液位值大幅偏差，存在改造复杂、实施困难等问题；本发明可利用低温筒袋泵已有设施，通过注气控压等操作即可完成液位纠偏，实施方便，费用低廉，有望在以后的储输站场中推广。本发明适用于所有的低温储运项目的筒袋泵(包括但不限于液化天然气、乙烯、液化石油气、液氧或液氨)，不仅适用于新建站场，也适用于已投运的站场的改造提升。