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原油油种变化对流量计检定结果的影响


文章日期:2018-10-18|阅读数:


一、概述:我公司两个输油站 (分别称为原油管输Ⅰ线和原油管输Ⅱ线) 均配备了标准体积管和刮板流量计。在实际交接中, 输油品质是经常变化的 (原油管输Ⅱ线变化***频繁) 。原油品质变化, 造成来油密度和黏度的变化。虽然JJG667-2010《液体容积式流量计检定规程》中对检定溶液的黏度有明确的规定, 但在日常的流量计检定中, 供油方和收油方的计量管理人员只是非常重视来油压力、温度、密度的变化、检定点范围及体积管的运行工况 (如标准段管壁是否结蜡、置换器是否变小、检测开关是否灵敏度降低、体积管与流量计温度是否一致等) , 并通过一些计算和措施将影响降至较低。而原油品种的变化则在检定流量计时没有引起双方人员足够的重视, 油种的多变性导致流量计检定数据的偏差也没有在实际交接中给予修正, 而这种误差又确实存在。下面用原油管输Ⅰ线和原油管输Ⅱ线的实际检定数据来叙述油种变化对检定结果的影响。

二、两条原油管输线流量计的检定数据:

1. 原油管输Ⅱ线流量计检定数据

  2016年10月8日对原油管输Ⅱ线流量计进行周期检定, 油种为俄罗斯的埃斯坡原油, 来油标准密度为870.0kg/m3, 当日检定结果是3台流量计的重复性较好, 1#、2#流量计误差超差。由于检定数据与上个月数据相比波动较大, 我方不予认可。供油方联系石油天然气大流量计量站东营分站技术人员, 于10月13日来现场检定流量计, 检定时油种为巴西的卢拉原油, 来油标准密度为880.3kg/m3, 当日检定结果是3台流量计重复性较好, 只有2#流量计误差超差, 且与5天前的检定结果相比, 1#、2#流量计误差有所下降。流量计检定数据如表1所示。

表1 管输Ⅱ线流量计检定结果明细

表1 管输Ⅱ线流量计检定结果明细

注: (1) 误差大于0.2%时, 流量计检定结果为不合格。 (2) 重复性大于0.07%时, 流量计检定结果为不合格。 (3) 阴影部分为超差数据。

表2 原油管输Ⅰ线流量计检定结果明细

表2 原油管输Ⅰ线流量计检定结果明细

注: (1) 误差大于0.2%时, 流量计检定结果为不合格。 (2) 重复性大于0.07%时, 流量计检定结果为不合格。 (3) 阴影部分为超差数据。

2. 原油管输Ⅰ线流量计检定数据

  2016年11月23日, 由石油天然气大流量计量站东营分站技术人员对原油管输Ⅰ线的流量计进行周期检定, 检定结果是3台流量计的重复性很好, 其中2#、3#流量计无论是系数还是误差都很理想, 只有1#流量计在检180m3/h时, 出现了流量计误差超差的现象, 与8月份检定的数据相比, 波动较大。由于1#流量计长年不用, 且该站已接近计划关停, 经双方协商, 这次未对1#流量计进行器差调整, 将该流量计作为不合格的计量器具暂停使用。流量计检定数据如表2所示。

三、对流量计异常检定数据的分析:

1. 原油管输Ⅱ线检定数据分析

  (1) 2016年10月份, 进厂的管输Ⅱ线原油品种变化较大, 先后输送过南巴、罕戈、埃斯坡、卢拉、凯撒杰等原油, 期间也输送过纯进口油、进口油与国产油混输的情况。全月的交接密度平均值为877.9kg/m3, 较低值为852.1kg/m3, ***高达到892.1kg/m3, 如表3所示。表中的密度值为当天平均密度, 若追溯到4个小时的分析密度, 肯定存在比表中较低值还低、比表中***高值还高的密度值。原油种类不同, 密度就不同, 所含轻组分的比例不同, 对应的黏度也不同。密度高的原油轻组分比例少, 对应的黏度就大, 反之则小。我公司质量中心分析了10月份进厂原油的数据, 证实了因油种的不同, 黏度随密度的变化而变化, 如表4所示。

表月份原油管输Ⅱ线全月交接密度明细

表月份原油管输Ⅱ线全月交接密度明细

表4 10月份质量中心对管输Ⅱ线原油的分析数据

表4 10月份质量中心对管输Ⅱ线原油的分析数据

  (2) 由刮板流量计的工作原理和结构可知, 流量计刮板与壳体之间存在一定的间隙, 间隙的存在不可避免地产生了流量计的漏失量。漏失量的计算公式为

计算公式

 

  式中:q———流量计漏失量;c———常数, 经验取值0.0833;w———刮板与壳体之间的间隙宽度;L———刮板与壳体之间的间隙长度;η———介质的黏度;ΔP———流量计前后的压力差。

  从式 (1) 可看出, 流量计的漏失量与黏度成反比, 黏度越大, 漏失量越小;黏度越小, 漏失量越大。漏失量还与流量计前后的压力差成正比。漏失量对流量计计量误差的影响, 主要体现在检定时对流量计系数MF的影响上。流量计系数MF值是液体通过体积管的标准值 (即流量计的实际体积) 与流量计指示体积的比值。即

计算公式

 

  理想状态下, 流量计示值等于标准值, 检定系数为1。漏失量的存在, 造成了流量计示值小于流量计的实际体积, 从而使流量计的检定系数偏大。如果漏失量较大, 还会造成流量计的误差超差。流量计检定系数偏大, 在系数交接计算补量时, 会造成供油方补给收油方纯油量偏少或者收油方补给供油方纯油量偏多, 从而对收油方造成损失。

  (3) 原油管输Ⅱ线在2016年10月8日输送的原油密度小于13日的原油密度, 对应的黏度也偏低, 流量计漏失量较大, 这就是8日的流量计系数和误差都高于13日的检定数据的原因。

2. 原油管输Ⅰ线检定数据分析

  (1) 原油管输Ⅰ线输油品质较稳定, 从两次检定的密度值及日常的交接密度分析上看, 也证实原油管输Ⅰ线来油品质稳定, 密度及黏度没有出现大幅波动的现象。之所以出现1#流量计误差超差的现象, 与该流量计的计量工况发生变化有关。

  2016年9月份为配合市政府对凤凰路的施工, 需要对铺设在此路段的原油管线进行改造, 供油方采用水顶油的施工方案, 水头到交接站后进管输Ⅰ线站内自备油罐。现场施工完毕后, 采用油顶水的方式将管线内的水置换入自备罐内。在油顶水置换的过程中, 供油方担心流量计后的埋地原油管线因环境温度低而凝结, 于是将1#流量计运行了10min, 通过介质水约23m3。

  (2) 1#流量计经过10min的运行后, 流量计前后阀门关闭, 流量计内部及前后管线内全部充满了水。自流量计通水至2016年11月23日流量计检定日, 1#流量计处理完全处于封闭状态。10月开始采取冬季防冻凝措施, 流量计间开通蒸汽取暖, 提高室内温度。这种状况下, 1#流量计内部件经过60多天的清水浸泡, 外表面又受到较高环境温度的加热, 附着在转子和壳体的油垢开始剥离、脱落, 计量腔内的有效容积增加。同时转子与壳体间的间隙也增加, 由式 (1) 可知, 通油时的漏失量也会增加。计量腔有效容积的增加与漏失量的增加相叠加, 由式 (2) 可知, 在检定流量计时, 会造成流量计示值偏小, 从而使流量计的检定系数偏大, 并且检定系数会是剧烈地偏大, 11月23日检定流量计系数偏大就是这个原因造成的。

四、小结:

  1. 原油管输Ⅰ线流量计和原油管输Ⅱ线流量计检定时出现的超差数据, 虽然出现的条件不同, 但根本原因是一致的, 即都是因改变流量计的漏失量才造成了流量计性能曲线的移动。

  2. 流量计检定系数越大, 对收油方越不利。因此要保证较有利的流量计系数, 在正常检定过程中, 应高度关注检定时油种的密度, 与正常交接值不宜相差过大, 尽量避免在低密度输油时检定流量计。

  3. 降低***高检定点也是降低流量计检定系数的有效手段。***高检定点过高, 会使来油流量增加, 来油压力升高, 依据热平衡原理, 来油温度也随之升高。来油温度的升高, 降低了来油黏度, 增加了流量计的检定系数。2016年8月份检定流量计时, 我公司计量中心与管输Ⅰ线供油方达成协议, 将流量计***高检定点由280m3/h降至240m3/h, 从而降低了流量计检定系数, 这是2016年原油管理的一大创新手段。

  4. 影响流量计检定系数的因素很多, 如流量计与体积管内是否存在气体, 温度是否一致, 体积管内壁是否结蜡、置换球是否变形, 流量计脉冲发生器是否丢脉冲等, 以及检定人员、环境因素都会影响检定结果。只有不断地发现问题、分析问题, 找出原因所在, 才能保证流量计的正常运行, 实现原油进厂的公平交接。



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