原油油種變化對流量計檢定結(jié)果的影響
一、概述：我公司兩個輸油站 (分別稱為原油管輸Ⅰ線和原油管輸Ⅱ線) 均配備了標準體積管和刮板流量計。在實際交接中, 輸油品質(zhì)是經(jīng)常變化的 (原油管輸Ⅱ線變化***頻繁) 。原油品質(zhì)變化, 造成來油密度和黏度的變化。雖然JJG667-2010《液體容積式流量計檢定規(guī)程》中對檢定溶液的黏度有明確的規(guī)定, 但在日常的流量計檢定中, 供油方和收油方的計量管理人員只是非常重視來油壓力、溫度、密度的變化、檢定點范圍及體積管的運行工況 (如標準段管壁是否結(jié)蠟、置換器是否變小、檢測開關是否靈敏度降低、體積管與流量計溫度是否一致等) , 并通過一些計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時沒有引起雙方人員足夠的重視, 油種的多變性導致流量計檢定數(shù)據(jù)的偏差也沒有在實際交接中給予修正, 而這種誤差又確實存在。下面用原油管輸Ⅰ線和原油管輸Ⅱ線的實際檢定數(shù)據(jù)來敘述油種變化對檢定結(jié)果的影響。
二、兩條原油管輸線流量計的檢定數(shù)據(jù)：
1. 原油管輸Ⅱ線流量計檢定數(shù)據(jù)
2016年10月8日對原油管輸Ⅱ線流量計進行周期檢定, 油種為俄羅斯的埃斯坡原油, 來油標準密度為870.0kg/m3, 當日檢定結(jié)果是3臺流量計的重復性較好, 1#、2#流量計誤差超差。由于檢定數(shù)據(jù)與上個月數(shù)據(jù)相比波動較大, 我方不予認可。供油方聯(lián)系石油天然氣大流量計量站東營分站技術人員, 于10月13日來現(xiàn)場檢定流量計, 檢定時油種為巴西的盧拉原油, 來油標準密度為880.3kg/m3, 當日檢定結(jié)果是3臺流量計重復性較好, 只有2#流量計誤差超差, 且與5天前的檢定結(jié)果相比, 1#、2#流量計誤差有所下降。流量計檢定數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 管輸Ⅱ線流量計檢定結(jié)果明細
注: (1) 誤差大于0.2%時, 流量計檢定結(jié)果為不合格。 (2) 重復性大于0.07%時, 流量計檢定結(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線流量計檢定結(jié)果明細
注: (1) 誤差大于0.2%時, 流量計檢定結(jié)果為不合格。 (2) 重復性大于0.07%時, 流量計檢定結(jié)果為不合格。 (3) 陰影部分為超差數(shù)據(jù)。
2. 原油管輸Ⅰ線流量計檢定數(shù)據(jù)
2016年11月23日, 由石油天然氣大流量計量站東營分站技術人員對原油管輸Ⅰ線的流量計進行周期檢定, 檢定結(jié)果是3臺流量計的重復性很好, 其中2#、3#流量計無論是系數(shù)還是誤差都很理想, 只有1#流量計在檢180m3/h時, 出現(xiàn)了流量計誤差超差的現(xiàn)象, 與8月份檢定的數(shù)據(jù)相比, 波動較大。由于1#流量計長年不用, 且該站已接近計劃關停, 經(jīng)雙方協(xié)商, 這次未對1#流量計進行器差調(diào)整, 將該流量計作為不合格的計量器具暫停使用。流量計檢定數(shù)據(jù)如表2所示。
三、對流量計異常檢定數(shù)據(jù)的分析：
1. 原油管輸Ⅱ線檢定數(shù)據(jù)分析
(1) 2016年10月份, 進廠的管輸Ⅱ線原油品種變化較大, 先后輸送過南巴、罕戈、埃斯坡、盧拉、凱撒杰等原油, 期間也輸送過純進口油、進口油與國產(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, ***高達到892.1kg/m3, 如表3所示。表中的密度值為當天平均密度, 若追溯到4個小時的分析密度, 肯定存在比表中較低值還低、比表中***高值還高的密度值。原油種類不同, 密度就不同, 所含輕組分的比例不同, 對應的黏度也不同。密度高的原油輕組分比例少, 對應的黏度就大, 反之則小。我公司質(zhì)量中心分析了10月份進廠原油的數(shù)據(jù), 證實了因油種的不同, 黏度隨密度的變化而變化, 如表4所示。
表月份原油管輸Ⅱ線全月交接密度明細
表4 10月份質(zhì)量中心對管輸Ⅱ線原油的分析數(shù)據(jù)
(2) 由刮板流量計的工作原理和結(jié)構可知, 流量計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)生了流量計的漏失量。漏失量的計算公式為
式中:q———流量計漏失量;c———常數(shù), 經(jīng)驗取值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度;η———介質(zhì)的黏度;ΔP———流量計前后的壓力差。
從式 (1) 可看出, 流量計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。漏失量還與流量計前后的壓力差成正比。漏失量對流量計計量誤差的影響, 主要體現(xiàn)在檢定時對流量計系數(shù)MF的影響上。流量計系數(shù)MF值是液體通過體積管的標準值 (即流量計的實際體積) 與流量計指示體積的比值。即
理想狀態(tài)下, 流量計示值等于標準值, 檢定系數(shù)為1。漏失量的存在, 造成了流量計示值小于流量計的實際體積, 從而使流量計的檢定系數(shù)偏大。如果漏失量較大, 還會造成流量計的誤差超差。流量計檢定系數(shù)偏大, 在系數(shù)交接計算補量時, 會造成供油方補給收油方純油量偏少或者收油方補給供油方純油量偏多, 從而對收油方造成損失。
(3) 原油管輸Ⅱ線在2016年10月8日輸送的原油密度小于13日的原油密度, 對應的黏度也偏低, 流量計漏失量較大, 這就是8日的流量計系數(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線檢定數(shù)據(jù)分析
(1) 原油管輸Ⅰ線輸油品質(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, 也證實原油管輸Ⅰ線來油品質(zhì)穩(wěn)定, 密度及黏度沒有出現(xiàn)大幅波動的現(xiàn)象。之所以出現(xiàn)1#流量計誤差超差的現(xiàn)象, 與該流量計的計量工況發(fā)生變化有關。
2016年9月份為配合市政府對鳳凰路的施工, 需要對鋪設在此路段的原油管線進行改造, 供油方采用水頂油的施工方案, 水頭到交接站后進管輸Ⅰ線站內(nèi)自備油罐。現(xiàn)場施工完畢后, 采用油頂水的方式將管線內(nèi)的水置換入自備罐內(nèi)。在油頂水置換的過程中, 供油方擔心流量計后的埋地原油管線因環(huán)境溫度低而凝結(jié), 于是將1#流量計運行了10min, 通過介質(zhì)水約23m3。
(2) 1#流量計經(jīng)過10min的運行后, 流量計前后閥門關閉, 流量計內(nèi)部及前后管線內(nèi)全部充滿了水。自流量計通水至2016年11月23日流量計檢定日, 1#流量計處理完全處于封閉狀態(tài)。10月開始采取冬季防凍凝措施, 流量計間開通蒸汽取暖, 提高室內(nèi)溫度。這種狀況下, 1#流量計內(nèi)部件經(jīng)過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)子和殼體的油垢開始剝離、脫落, 計量腔內(nèi)的有效容積增加。同時轉(zhuǎn)子與殼體間的間隙也增加, 由式 (1) 可知, 通油時的漏失量也會增加。計量腔有效容積的增加與漏失量的增加相疊加, 由式 (2) 可知, 在檢定流量計時, 會造成流量計示值偏小, 從而使流量計的檢定系數(shù)偏大, 并且檢定系數(shù)會是劇烈地偏大, 11月23日檢定流量計系數(shù)偏大就是這個原因造成的。
四、小結(jié)：
1. 原油管輸Ⅰ線流量計和原油管輸Ⅱ線流量計檢定時出現(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的漏失量才造成了流量計性能曲線的移動。
2. 流量計檢定系數(shù)越大, 對收油方越不利。因此要保證較有利的流量計系數(shù), 在正常檢定過程中, 應高度關注檢定時油種的密度, 與正常交接值不宜相差過大, 盡量避免在低密度輸油時檢定流量計。
3. 降低***高檢定點也是降低流量計檢定系數(shù)的有效手段。***高檢定點過高, 會使來油流量增加, 來油壓力升高, 依據(jù)熱平衡原理, 來油溫度也隨之升高。來油溫度的升高, 降低了來油黏度, 增加了流量計的檢定系數(shù)。2016年8月份檢定流量計時, 我公司計量中心與管輸Ⅰ線供油方達成協(xié)議, 將流量計***高檢定點由280m3/h降至240m3/h, 從而降低了流量計檢定系數(shù), 這是2016年原油管理的一大創(chuàng)新手段。
4. 影響流量計檢定系數(shù)的因素很多, 如流量計與體積管內(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)境因素都會影響檢定結(jié)果。只有不斷地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題, 找出原因所在, 才能保證流量計的正常運行, 實現(xiàn)原油進廠的公平交接。