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成品油长输管道分输站计量探讨

西部成品油管道起点乌鲁木齐,途经天山、戈壁滩、祁连山区、黄土高原等地区,终点为兰州,沿线共设有5个分输站点,每个分输点均设3 条分输支线,分别输送0号柴油和92号汽油。站内采用科里奥利质量流量计进行贸易交接计量,计量后进入地方油库储罐。为了保证分输站贸易交接不亏,分别从体积管检定、流量计检定和质量流量计零点3方面详细分析了影响贸易交接的因素。
 
1 体积管检定
    体积管检定结果直接用于流量计的检定,正比于贸易结算的数据,所以体积管的检定结果从根本上决定了贸易交接的盈亏。
 
1.1 漏失量
    体积管检定时检定球的漏失量影响检定数据,漏失量与体积管的检定结果成正比,但流量计检定时漏失量与检定数据成反比。为保证贸易交接公平,漏失量应尽量减小并保持稳定。检定球的过盈量应控制在2%~4%,同时保证检定球的圆度较好,在体积管运行时控制水流速度为10 m3/s左右,这样可确保漏失量稳定。
 
1.2 体积管排气
    如果体积管内残留有气体,则气体可能被检定球推进标准金属罐,则金属罐的示数减小,体积管的终检定结果即标准体积减小,导致贸易交接亏损,所以检定体积管时务必将气体排净。
 
1.3 标准金属罐残留水恒定
    体积管的精度一般为0.05 %,水标体积管的时候要保证每次检定开始前金属罐内的残留水量恒定。开始检定前先让金属罐内充满水,然后放空,待水开始滴落时利用秒表计时,2 min 后关闭出口阀;后续检定时金属罐放水均采用水滴落 2 min 关闭出口阀的标准,以保证罐内残留水量恒定。如果检定前金属罐不充满水再放空或者后续放水时间延长,则罐内残留水减少、金属罐的示数减小,体积管的终检定结果即标准体积减小,由此导致贸易交接亏损。
 
1.4 氮气瓶压力
    标准金属罐上方的换向阀为氮气驱动,为保证换向时间小,氮气压力宜大于 8 MPa。如果压力不足,则换向阀换向时间延长,造成计量不准确。当换向阀换向到金属罐时,由于换向时间延长导致进入金属罐水量减少,示数减小则贸易交接亏损。
 
2 流量计检定
体积管不确定度、在线密度计不确定度和流量计测量重复性是质量流量计检定不确定度的主要因素,其中体积管和在线密度计的不确定度是计量传递过程中已经确定的,流量计测量重复性的不确定度可从以下几个方面来分析及降低。
 
2.1 体积管排气
    检定流量计时务必将气体排净,如果体积管内残留有气体,则可压缩的气体将会影响测量数据的重复性,极大增加了其不确定度。
 
2.2 介质的流量、温度和压力稳定
    JJG 897—1995《质量流量计检定规程》规定体积管检定质量流量计时,在完成一个点的检定过程中,介质的温度变化应不超过1 ℃,在完成全部检定过程中应不超过5 ℃[1]。介质流量、温度和压力的变化会影响体积管内检定球的漏失量,导致测量重复性降低,其不确定度增加。流量、温度和压力增加时,检定球的漏失量增加,则检定系数减小,导致贸易交接亏损。
 
3 质量流量计零点
    质量流量计可以直接测量流体的质量,具有很高的测量准确度。但同时精度容易受影响,其中影响精度较大的一个因素就是零点漂移。零点即在流量计未流通流体时,流量计传感器所显示的流量数值。往往零点漂移现象在分输站等管输末端表现尤为严重,影响了贸易交接的准确性[2]。当流量计正常工作零点小于检定期间零点时,贸易交接亏损。产生零点的原因有很多种,主要是由于安装和运行时产生的应力以及机械振动导致的传感器准确度下降,其次是质量流量计所处的工艺条件不满足要求等。
 
3.1 质量流量计零点产生的原因
    1)流量传感器安装。由于测量管形状及结构设计的差异,同一口径相近流量范围不同型号传感器的重量和尺寸差别很大,因此必须按照厂家规定的安装方法,确定是否设置支撑架或基础,是否以柔性管连接等。
    2)截止阀和控制阀的安装。为保证流量计调零时流体静止,流量计前后均需要安装截断阀,并检测阀门内漏。
    3)脉动和振动。工艺管道本身产生的振动频率避免和流量计的频率相近,防止发生共振。设置脉动、振动衰减器或柔性连接管,特殊流量传感器的夹装固定设备可以减少共振影响[3]。
    4)防止流量计间相互影响。相同型号的两台或多台流量计串联或并联安装时,流量计间容易产生相互影响导致振动,所以要避免安装在一个支撑架上,并且保证足够的传感器间距,好在传感器上加装防振措施。
    5)管道应力和扭曲。流量计法兰与管道法兰连接旋紧螺栓时要均匀,勿使流量计产生应力。在使用过程中,由于工艺流程压力和温度变化,流量计会受到管线轴向力或扭曲力,影响测量性能,要做好必要的固定支架。
    6)减少停输期间管线泄压。分输站停输时流量计所在封闭管段因阳光长时间照射,或冬季电伴热加热导致管内压力上升,达到工艺压力要求上限时,需要进行人为泄压,进而导致管内液体气化,影响流量计计量和零点稳定性。为减少人为泄压情况出现,应在流量计上方设置遮阳棚,防止流量计暴晒,相应管段管线电伴热宜采用可温控电伴热。
 
3.2 减小零点对贸易交接影响的措施
3.2.1 避免低流量运行
    当流量计运行在低流量下时,零点所带来的测量误差较大。以哈密分输站流量计为例:流量范围31.2~375 t/h,设其零点为 0.1 t/h,运行在流量下限时,零点带来的误差为3.2 ‰,远超过贸易交接计量要求误差在2 ‰以内,此时零点不确定度是误差的主要来源。因此,在流量计检定时,将零点调整到一个较小的值,并且避免流量计在低流量下运行,可以减小零点带来的误差。
 
3.2.2 合理设置小流量切除
    成品油分输站处于间歇式输送,并且停输时间较长,所以停输时流量计由于零点长时间作用导致累计流量数值有一定的变化,造成计量的不准确。质量流量计有小流量切除功能,根据现场实际输量情况设置流量值X,建议为流量计检定小流量的10 %,即在流量计传感器检测到流量小于设置的流量值X时进行切除,流量计不显示瞬时流量也不计入累计流量。这一功能可以很好地避免停输期间由零点带来的不准确计量。
 
3.2.3 保证流量计足够背压
    根据SY/T 6682—2007《用科里奥利流量计测量液态烃流量》的规定,流量计出口处需保持足够的背压,计算方法如下:
        Pb=2ΔP+1.25Pe (1)
    式中:Pb为小背压,MPa;ΔP 为大工作流量下流量计的压降,MPa;Pe为液体在工作温度下的平衡蒸汽压,MPa。
 
    根据GB 17930—2016《车用汽油》的规定,汽油蒸气压的质量指标在不同情况下的大值为0.085MPa[4]。根据运行经验,以哈密成品油分输站为例,流量计在大工作流量下的压降为0.03 MPa,由此得出小背压为Pb=2×0.03+1.25×0.085=0.17 MPa。
 
    由于油品经流量计后直接进入储罐,储罐液位低时,背压很小,难以达到要求。所以需要在流量计后安装调节阀,以增加流量计背压,达到小背压要求。防止油品出现气化造成气蚀现象并影响流量计计量和零点稳定性。
 
3.2.4 流量计调零
    当流量计零点超过流量计小检定流量的1 ‰时,应进行调零。调零必须在安装现场进行,用被测介质打循环约5 min, 保证满管并排尽气体,充满待测流体后再关闭流量计下游阀门和上游阀门。在接近工作温度的条件下使用375手操器或者pro⁃Link软件连续调零3次,比较3次零点偏置值,如果连续后2次偏置值很接近,数值相差5 %以内,说明已捕捉到一个好的零点[5]。如果安装方面变动或温度大幅度变化时,需要重新调整。
 
4 结论
成品油的贸易交接关系着公司和用户的切身经济利益,追求公平公正是贸易交接的原则。
    1)从体积管检定、流量计检定和质量流量计零点 3 方面探讨了影响成品油分输站贸易交接的因素,并分别提出了如何保证贸易交接不亏的具体措施。
    2)在分输站日常的管理中,需要严格按照相关标准进行体积管检定和流量计检定工作,建议每季度进行流量计自检,同时关注流量计零点,发现零点偏高时及时调整并再次检定,做到贸易交接不亏,维护相关方的经济利益。

标签:   质量流量计
点击次数:  更新时间:2019-04-22 14:05:13  【打印此页】  【关闭
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