三、液面计
液面计是汽车罐车上除安全阀以外的又一重要安全装置。它的作用主要是用来观测和控制罐车的充装量(容积或液面高度),以保证罐车不致超装和超载,另一方面避免亏装造成经济损失。
罐体是一个钢制焊接密封容器,不通过液面指示装置仅凭目测是不可能观察到罐内液体的充装数量及其变化的。而确定罐内充装液化石油气的数量,不仅仅是使用单位计量上的需要,更重要的是罐车安全使用的监督保证。我们知道,罐车罐体的容积是固定的,液化石油气的体积膨胀系数比较大,在10~40℃的范围内温度每升高1℃,液化石油气液体的体积将比原体积膨胀0.37%左右,罐体在满液的情况下,环境温度的升高, 会引起液体膨胀力过大而使罐体破裂。因此,罐车在充装液化石油气时必须严格控制充装量,计算方法如下。
式中W——充装量,kg(或t);
φ——充装系数,0.42kg/L(或0.42t/m3);
V——罐体容积,L(或m3)。
《液化气体汽车罐车安全监察规程》要求,罐车罐体上至少必须设有一套液面测量装置。
1.罐车对液面计的基本要求
(1)灵敏、准确、观测方便罐车几乎每天都在进行装卸作业,操作频繁。控制一定的充装量是保证罐车安全的重要手段。任何超装都可能引起罐车罐体内升压,甚至因此而出现重大事故,在温差较大的情况下,低温充装超压的危险性就更大。另一方面亏装也会给使用单位带来经济损失。这就要求液面计必须灵敏、准确,具有足够的精确度,并且方便观测和使用,使操作人员能够比较容易直观地、准确地观测到液面的高低或容积的多少,再根据介质的密度,迅速计算出充装质量。
(2)耐压和密封性能良好,安全可靠液化石油气的压力随温度的变化波动较大,对一些密封材料的溶胀性能也影响较强。液面计的泄漏以致损坏,常常会引起事故。这就对罐车用液面计的耐压和密封性提出了较高的要求。必须在环境、介质温度变化剧烈和介质长时间溶胀作用下保持密封不漏,确保安全可靠。
(3)结构牢固,经得起振动和撞击罐车在运输过程中,行驶速度的变化和路面状况的复杂性不可避免地给罐车带来激烈的振动、颠簸和冲击,甚至有时会受到机械碰撞。这就要求液面计的结构要牢固可靠,经得起激烈振动和撞击。要禁止使用玻璃板式液面计。
(4)耐介质腐蚀纯净的液化石油气,对碳钢等一般材料是不腐蚀的,但介质中的硫化物和水分对碳钢、黄铜等有腐蚀作用。故要求液面计的零部件,尤其是运转、配合部位应具有良好的耐腐蚀性能。碳钢和黄铜制品使用寿命比较短,最好采用不锈钢材料。
2.液面计的结构形式
(1)滑管式液面计滑管式液面计如图1-8-13所示。其工作原理是通过滑动管在罐体内作上下滑移,管子下端与罐内气相或液相接触,接触气相时由管子顶端的小孔向外喷出气态的液化石油气(无色、有味的气体),接触液相时由管子顶端的小孔向外喷出液态的液化石油气(白色雾状物)以此来测量液面的高低。
液面高度通过固定在管子上的指示标尺来确定。滑管式液面计一般都安装在罐体上方,滑管与液面计主体之间采用填料密封。使用时先松开填料盖的压母,以减小滑管滑动时的摩擦阻力。一般把滑管先向上拔起,之后下压至从喷射小孔喷出液体,此时指示标尺所示高度即为液面高度。为了准确可重复测几次。
这种液面计的优点是结构简单、紧凑,显示准确、直观,结构牢固,耐振动,不怕颠簸冲击。缺点是必须安装在罐车顶部,因此罐车上需备有梯子、平台。每次操作、观测都要爬到车顶,不太方便,且测量精度受滑管移动速度和喷出时间的影响。另外对水分较多的液化气,在严寒的冬季使用时极易冻结滑管。
(2)旋转管式液面计旋转管式液面计如图1-8-14所示。其工作原理与滑管式液面计相同。它是由一个弯曲形的旋转管上的小孔向外喷出气相或液相介质来测量液面位置的。所不同的是以管子的旋转动作来代替滑管的上下滑动,这样可以通过表盘指针来指示液面高度。旋转管式液面计一般安装在罐车罐体后封头中部,以方便操作观测。
旋转管式液面计使用方法:使用时转动手柄并转下阀芯,观察排放孔的排放介质是排液还是排气,即可从刻度盘上读出液体的高度或容积值。
旋转管液面计具有结构牢固,显示准确、直观,操作、观测方便等优点。但具有动作过快和喷出时间存在误差的缺点。
以上两种形式的液面计使用时,注意事项如下。
①液面计安装后经气密试验合格,连接部位不准随意拆卸,以免液体流出造成事故。
②操作时不要面对排放管,以免伤人。
③为确保安全,罐车不准超装,罐车的充装量以过磅为准。
④装卸完毕将阀芯拧紧,以不漏气为宜。
(3)浮筒(球)磁力式液面计如图1-8-15所示。其工作原理是利用液体对浮筒(球)的浮力作用,当罐内液位变化时,浮筒(球)也随之上下运动,浮筒(球)作为传感元件,通过机械传动机构带动一块永久性磁铁旋转,在磁铁对应的罐体外部装有另一块磁铁或磁化材料制成的指针,内外磁铁间用非磁性材料(如不锈钢)制成的盲板隔开,当内部磁铁由于浮筒(球)运动而旋转时,也吸引外部磁铁(或磁针)旋转,指针便可以在表盘上指示液面位置。
磁力式液面计具有密封、安全、牢固和示数直观等优点。缺点是结构比较复杂、精确提高受到一定的限制。
四、压力表和温度计
为了监测罐车罐体内介质的温度和压力,汽车罐车上必须装设压力表和温度计,压力表和温度计基本上都装设在阀门箱内。
1.压力表
《液化气体汽车罐车安全监察规程》规定,罐体上必须装设至少一套压力测量装置,其精度不低于1.5级。表盘的极限刻度值应为罐体设计压力的2倍左右。选用的压力测量元件应与介质相适应,其结构应满足振动和腐蚀的要求。在刻度盘上对应于介质温度为50℃时的饱和蒸气压或最高工作压力处涂以红色标记。
压力表必须安装在罐体顶部气相空间引出的管子或气相管上,以测量气相的压力。压力表接管应煨成蛇盘状,避免在压力变化时指针运动受到冲撞,压力表的下方应装设阀门。压力表应定期到计量部门进行校验,校验周期为至少6个月一次,失灵或损坏的不得使用。
2.温度计
罐车上必须设置一套温度测量装置,以测量介质的液相温度,其测量范围应为-40~+60℃,并应在40℃和50℃处涂以红色警戒标记。
罐车上使用的温度计为WTQ(Z)-280型压力式温度计,温度计的感温部分应与罐内液相介质相通,以测量液相温度。感温部分应能耐介质腐蚀,温度计应定期到计量部门校验,失灵和损坏的不得继续使用。
五、消除静电装置和消防装置
1.消除静电装置
在装卸作业时,高速运动的液化石油气由于摩擦作用或者是汽车在运行过程中将会产生数千伏甚至上万伏的静电电压。如果不及时消除,有可能引起火灾酿成大祸。
《液化气体汽车罐车安全监察规程》规定,装运易燃、易爆介质的罐车,必须装设可靠的导静电接地装置,罐体、管路、阀门和车辆底盘之间连接处的电阻不应超过10mΩ。在停车和装卸作业时,必须接地良好。严禁使用接地铁链。装卸操作时,连接罐体和地面设置的接地导线的截面积应不小于5.5mm2。
2.消防装置
《液化气体汽车罐车安全监察规程》规定,运输易燃、易爆介质的汽车罐车,每侧应有一只5kg以上的干粉灭火器或4kg以上的1211灭火器。
此外还要求在汽车罐车发动机的排气管出口处必须带有灭火装置。