原油油種變化對(duì)流量計(jì)檢定結(jié)果的影響
一、概述：我公司兩個(gè)輸油站 (分別稱(chēng)為原油管輸Ⅰ線(xiàn)和原油管輸Ⅱ線(xiàn)) 均配備了標(biāo)準(zhǔn)體積管和刮板流量計(jì)。在實(shí)際交接中, 輸油品質(zhì)是經(jīng)常變化的 (原油管輸Ⅱ線(xiàn)變化***頻繁) 。原油品質(zhì)變化, 造成來(lái)油密度和黏度的變化。雖然JJG667-2010《液體容積式流量計(jì)檢定規(guī)程》中對(duì)檢定溶液的黏度有明確的規(guī)定, 但在日常的流量計(jì)檢定中, 供油方和收油方的計(jì)量管理人員只是非常重視來(lái)油壓力、溫度、密度的變化、檢定點(diǎn)范圍及體積管的運(yùn)行工況 (如標(biāo)準(zhǔn)段管壁是否結(jié)蠟、置換器是否變小、檢測(cè)開(kāi)關(guān)是否靈敏度降低、體積管與流量計(jì)溫度是否一致等) , 并通過(guò)一些計(jì)算和措施將影響降至較低。而原油品種的變化則在檢定流量計(jì)時(shí)沒(méi)有引起雙方人員足夠的重視, 油種的多變性導(dǎo)致流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)的偏差也沒(méi)有在實(shí)際交接中給予修正, 而這種誤差又確實(shí)存在。下面用原油管輸Ⅰ線(xiàn)和原油管輸Ⅱ線(xiàn)的實(shí)際檢定數(shù)據(jù)來(lái)敘述油種變化對(duì)檢定結(jié)果的影響。
二、兩條原油管輸線(xiàn)流量計(jì)的檢定數(shù)據(jù)：
1. 原油管輸Ⅱ線(xiàn)流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)
2016年10月8日對(duì)原油管輸Ⅱ線(xiàn)流量計(jì)進(jìn)行周期檢定, 油種為俄羅斯的埃斯坡原油, 來(lái)油標(biāo)準(zhǔn)密度為870.0kg/m3, 當(dāng)日檢定結(jié)果是3臺(tái)流量計(jì)的重復(fù)性較好, 1#、2#流量計(jì)誤差超差。由于檢定數(shù)據(jù)與上個(gè)月數(shù)據(jù)相比波動(dòng)較大, 我方不予認(rèn)可。供油方聯(lián)系石油天然氣大流量計(jì)量站東營(yíng)分站技術(shù)人員, 于10月13日來(lái)現(xiàn)場(chǎng)檢定流量計(jì), 檢定時(shí)油種為巴西的盧拉原油, 來(lái)油標(biāo)準(zhǔn)密度為880.3kg/m3, 當(dāng)日檢定結(jié)果是3臺(tái)流量計(jì)重復(fù)性較好, 只有2#流量計(jì)誤差超差, 且與5天前的檢定結(jié)果相比, 1#、2#流量計(jì)誤差有所下降。流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 管輸Ⅱ線(xiàn)流量計(jì)檢定結(jié)果明細(xì)
注: (1) 誤差大于0.2%時(shí), 流量計(jì)檢定結(jié)果為不合格。 (2) 重復(fù)性大于0.07%時(shí), 流量計(jì)檢定結(jié)果為不合格。 (3) 陰影部分為超差數(shù)據(jù)。
表2 原油管輸Ⅰ線(xiàn)流量計(jì)檢定結(jié)果明細(xì)
注: (1) 誤差大于0.2%時(shí), 流量計(jì)檢定結(jié)果為不合格。 (2) 重復(fù)性大于0.07%時(shí), 流量計(jì)檢定結(jié)果為不合格。 (3) 陰影部分為超差數(shù)據(jù)。
2. 原油管輸Ⅰ線(xiàn)流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)
2016年11月23日, 由石油天然氣大流量計(jì)量站東營(yíng)分站技術(shù)人員對(duì)原油管輸Ⅰ線(xiàn)的流量計(jì)進(jìn)行周期檢定, 檢定結(jié)果是3臺(tái)流量計(jì)的重復(fù)性很好, 其中2#、3#流量計(jì)無(wú)論是系數(shù)還是誤差都很理想, 只有1#流量計(jì)在檢180m3/h時(shí), 出現(xiàn)了流量計(jì)誤差超差的現(xiàn)象, 與8月份檢定的數(shù)據(jù)相比, 波動(dòng)較大。由于1#流量計(jì)長(zhǎng)年不用, 且該站已接近計(jì)劃關(guān)停, 經(jīng)雙方協(xié)商, 這次未對(duì)1#流量計(jì)進(jìn)行器差調(diào)整, 將該流量計(jì)作為不合格的計(jì)量器具暫停使用。流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)如表2所示。
三、對(duì)流量計(jì)異常檢定數(shù)據(jù)的分析：
1. 原油管輸Ⅱ線(xiàn)檢定數(shù)據(jù)分析
(1) 2016年10月份, 進(jìn)廠(chǎng)的管輸Ⅱ線(xiàn)原油品種變化較大, 先后輸送過(guò)南巴、罕戈、埃斯坡、盧拉、凱撒杰等原油, 期間也輸送過(guò)純進(jìn)口油、進(jìn)口油與國(guó)產(chǎn)油混輸?shù)那闆r。全月的交接密度平均值為877.9kg/m3, 較低值為852.1kg/m3, ***高達(dá)到892.1kg/m3, 如表3所示。表中的密度值為當(dāng)天平均密度, 若追溯到4個(gè)小時(shí)的分析密度, 肯定存在比表中較低值還低、比表中***高值還高的密度值。原油種類(lèi)不同, 密度就不同, 所含輕組分的比例不同, 對(duì)應(yīng)的黏度也不同。密度高的原油輕組分比例少, 對(duì)應(yīng)的黏度就大, 反之則小。我公司質(zhì)量中心分析了10月份進(jìn)廠(chǎng)原油的數(shù)據(jù), 證實(shí)了因油種的不同, 黏度隨密度的變化而變化, 如表4所示。
表月份原油管輸Ⅱ線(xiàn)全月交接密度明細(xì)
表4 10月份質(zhì)量中心對(duì)管輸Ⅱ線(xiàn)原油的分析數(shù)據(jù)
(2) 由刮板流量計(jì)的工作原理和結(jié)構(gòu)可知, 流量計(jì)刮板與殼體之間存在一定的間隙, 間隙的存在不可避免地產(chǎn)生了流量計(jì)的漏失量。漏失量的計(jì)算公式為
式中:q———流量計(jì)漏失量;c———常數(shù), 經(jīng)驗(yàn)取值0.0833;w———刮板與殼體之間的間隙寬度;L———刮板與殼體之間的間隙長(zhǎng)度;η———介質(zhì)的黏度;ΔP———流量計(jì)前后的壓力差。
從式 (1) 可看出, 流量計(jì)的漏失量與黏度成反比, 黏度越大, 漏失量越小;黏度越小, 漏失量越大。漏失量還與流量計(jì)前后的壓力差成正比。漏失量對(duì)流量計(jì)計(jì)量誤差的影響, 主要體現(xiàn)在檢定時(shí)對(duì)流量計(jì)系數(shù)MF的影響上。流量計(jì)系數(shù)MF值是液體通過(guò)體積管的標(biāo)準(zhǔn)值 (即流量計(jì)的實(shí)際體積) 與流量計(jì)指示體積的比值。即
理想狀態(tài)下, 流量計(jì)示值等于標(biāo)準(zhǔn)值, 檢定系數(shù)為1。漏失量的存在, 造成了流量計(jì)示值小于流量計(jì)的實(shí)際體積, 從而使流量計(jì)的檢定系數(shù)偏大。如果漏失量較大, 還會(huì)造成流量計(jì)的誤差超差。流量計(jì)檢定系數(shù)偏大, 在系數(shù)交接計(jì)算補(bǔ)量時(shí), 會(huì)造成供油方補(bǔ)給收油方純油量偏少或者收油方補(bǔ)給供油方純油量偏多, 從而對(duì)收油方造成損失。
(3) 原油管輸Ⅱ線(xiàn)在2016年10月8日輸送的原油密度小于13日的原油密度, 對(duì)應(yīng)的黏度也偏低, 流量計(jì)漏失量較大, 這就是8日的流量計(jì)系數(shù)和誤差都高于13日的檢定數(shù)據(jù)的原因。
2. 原油管輸Ⅰ線(xiàn)檢定數(shù)據(jù)分析
(1) 原油管輸Ⅰ線(xiàn)輸油品質(zhì)較穩(wěn)定, 從兩次檢定的密度值及日常的交接密度分析上看, 也證實(shí)原油管輸Ⅰ線(xiàn)來(lái)油品質(zhì)穩(wěn)定, 密度及黏度沒(méi)有出現(xiàn)大幅波動(dòng)的現(xiàn)象。之所以出現(xiàn)1#流量計(jì)誤差超差的現(xiàn)象, 與該流量計(jì)的計(jì)量工況發(fā)生變化有關(guān)。
2016年9月份為配合市政府對(duì)鳳凰路的施工, 需要對(duì)鋪設(shè)在此路段的原油管線(xiàn)進(jìn)行改造, 供油方采用水頂油的施工方案, 水頭到交接站后進(jìn)管輸Ⅰ線(xiàn)站內(nèi)自備油罐?，F(xiàn)場(chǎng)施工完畢后, 采用油頂水的方式將管線(xiàn)內(nèi)的水置換入自備罐內(nèi)。在油頂水置換的過(guò)程中, 供油方擔(dān)心流量計(jì)后的埋地原油管線(xiàn)因環(huán)境溫度低而凝結(jié), 于是將1#流量計(jì)運(yùn)行了10min, 通過(guò)介質(zhì)水約23m3。
(2) 1#流量計(jì)經(jīng)過(guò)10min的運(yùn)行后, 流量計(jì)前后閥門(mén)關(guān)閉, 流量計(jì)內(nèi)部及前后管線(xiàn)內(nèi)全部充滿(mǎn)了水。自流量計(jì)通水至2016年11月23日流量計(jì)檢定日, 1#流量計(jì)處理完全處于封閉狀態(tài)。10月開(kāi)始采取冬季防凍凝措施, 流量計(jì)間開(kāi)通蒸汽取暖, 提高室內(nèi)溫度。這種狀況下, 1#流量計(jì)內(nèi)部件經(jīng)過(guò)60多天的清水浸泡, 外表面又受到較高環(huán)境溫度的加熱, 附著在轉(zhuǎn)子和殼體的油垢開(kāi)始剝離、脫落, 計(jì)量腔內(nèi)的有效容積增加。同時(shí)轉(zhuǎn)子與殼體間的間隙也增加, 由式 (1) 可知, 通油時(shí)的漏失量也會(huì)增加。計(jì)量腔有效容積的增加與漏失量的增加相疊加, 由式 (2) 可知, 在檢定流量計(jì)時(shí), 會(huì)造成流量計(jì)示值偏小, 從而使流量計(jì)的檢定系數(shù)偏大, 并且檢定系數(shù)會(huì)是劇烈地偏大, 11月23日檢定流量計(jì)系數(shù)偏大就是這個(gè)原因造成的。
四、小結(jié)：
1. 原油管輸Ⅰ線(xiàn)流量計(jì)和原油管輸Ⅱ線(xiàn)流量計(jì)檢定時(shí)出現(xiàn)的超差數(shù)據(jù), 雖然出現(xiàn)的條件不同, 但根本原因是一致的, 即都是因改變流量計(jì)的漏失量才造成了流量計(jì)性能曲線(xiàn)的移動(dòng)。
2. 流量計(jì)檢定系數(shù)越大, 對(duì)收油方越不利。因此要保證較有利的流量計(jì)系數(shù), 在正常檢定過(guò)程中, 應(yīng)高度關(guān)注檢定時(shí)油種的密度, 與正常交接值不宜相差過(guò)大, 盡量避免在低密度輸油時(shí)檢定流量計(jì)。
3. 降低***高檢定點(diǎn)也是降低流量計(jì)檢定系數(shù)的有效手段。***高檢定點(diǎn)過(guò)高, 會(huì)使來(lái)油流量增加, 來(lái)油壓力升高, 依據(jù)熱平衡原理, 來(lái)油溫度也隨之升高。來(lái)油溫度的升高, 降低了來(lái)油黏度, 增加了流量計(jì)的檢定系數(shù)。2016年8月份檢定流量計(jì)時(shí), 我公司計(jì)量中心與管輸Ⅰ線(xiàn)供油方達(dá)成協(xié)議, 將流量計(jì)***高檢定點(diǎn)由280m3/h降至240m3/h, 從而降低了流量計(jì)檢定系數(shù), 這是2016年原油管理的一大創(chuàng)新手段。
4. 影響流量計(jì)檢定系數(shù)的因素很多, 如流量計(jì)與體積管內(nèi)是否存在氣體, 溫度是否一致, 體積管內(nèi)壁是否結(jié)蠟、置換球是否變形, 流量計(jì)脈沖發(fā)生器是否丟脈沖等, 以及檢定人員、環(huán)境因素都會(huì)影響檢定結(jié)果。只有不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題, 找出原因所在, 才能保證流量計(jì)的正常運(yùn)行, 實(shí)現(xiàn)原油進(jìn)廠(chǎng)的公平交接。