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[摘 要]某联合站输送的主要是稠油,交接计量方式主要包括:与外部交接计量的动态计量方式,使用的计量器具主要是容积式流量计;以及采油厂内部交接静态计量方式,主要采用油罐车称量法,本文着重从误差的来源分析了用容积式流量计进行原油计量以及罐车称量法产生误差的原因,指出了在线安装自动含水分析仪、自动取样仪等自动化设备的必要性,以及寻找科学的罐车原油计量方法的迫切性。
[关键词]稠油 交接 动态计量 容积式流量计 静态计量
中图分类号:TE564 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)11-0039-01
某联合站成立于1991年,担负着该油区稠油的处理、计量外输和污水处理任务,设计年处理原油160万吨,日处理污水10000m3。目前,主要负责与集输公司、石油开发中心两家的外部交接以及与草西管理区的罐车卸油的交接。在与集输公司及石油开发的动态原油交接中,主要使用的是精度为0.2级的容积式流量计。而在与草西管理区进行交接中,由于是采油厂内部的交接工作,要求的计量方法的精度等级相对弱一些,目前主要采取的是称量法。在计算过程中,无论所用仪器多么精密,方法多么完善,測量多么细心,所得结果往往不能完全一致,而有一定的误差,下面就误差产生的原因、影响程度以及采取的措施进行分析。
一、产生计量误差的原因
油品计量的正确与否,决定于油品的计量方法、使用工具、操作技术等,每一项都不可小视,它直接或间接的决定着计量的精度,但产生误差的来源是多方面的,并且影响的程度也有所不同,下面就从误差的来源分析造成原油计量误差的原因,即人为误差、测量装置误差、环境误差和方法误差。
1、人为误差
(1)动态计量的人为误差
根据《原油动态计量·油量计算》规程中,原油纯油量的计量公式为:
m=Vt ×ε×K×Cp×Ct(ρ20-0.0011)×(1-W%) (1)
式中 m ———原油纯油在空气中的质量, Kg;
Vt ———原油在t℃时流量计的累计体积量,m3 ;
ε———流量计仪表系数;
K———原油体积系数;
Ct———原油的温度修正系数;
Cp———原油的体积压力修正系数;
ρ20 ———原油的标准密度, Kg/ m3 ;
0.0011———空气浮力修正值;
W%———原油含水质量百分数。
计量化验人员需要记录下流量计的读数(原油体积量)、温度值、压力值、密度值和利用蒸馏的方法化验出含水率等数值用以计算原油纯油量。
(1)体积量 乐安联外输交接全部使用的是容积式流量计,使用原油管道在线计量交接,体积量的计量是连续的,存在的人为误差会相互抵消,因此体积量对误差影响不大。
(2)压力值 压力太高或太低均会改变流量计的精度,太高的压力改变被测介质的体积和流量计的几何尺寸,高压力下误差影响较小。但压力变动较大时,对平稳外输有一定的影响。
(3)粘度值 对于容积式流量计来说,粘度改变,泄漏量也随之改变,由于乐安联输送的大部分是稠油,粘度的变化对流量计精度影响较大,由于原油的粘度特性,当温度降低时,原油粘度显著增大,油流中杂质和污浊物粘附在壳体内壁和转子上,改变计量腔的体积,使流量计转子与壳体,转子与转子之间的间隙变小,从而使容积式流量计的漏失量明显减小,计量值比实际值偏大。反之,当输油温度升高,原油粘度减小,漏失量增大,计量值比实际值偏小。
(3)温度值 温度的变化除影响粘度外,由于材料的热胀冷缩性能,温度的变化使容积式流量计的计量室的容积发生变化,很高的温度甚至使液体气化造成两相流,严重破坏流量计的精度。另外,温度对被测液体的影响也不能忽视。因此一定要进行标准温度状态下的体积修正。
(4)密度值和含水率从式(1) 中可以看出,密度和含水的示值误差将直接影响纯油量的计算,所以密度值和含水率的准确读取非常关键,这就要求计量化验人员要严格按照正确的操作方法进行操作,我站配备的计量化验职工都是经过了专门的培训取证,责任心特别强,因此为我站精确计量外输把好了重要的一关。
(2)原油罐车称量法的人为误差
在与草西管理区卸油工作刚刚开始时,由于卸油工作还处于摸索阶段,难免存在着误差,目前主要采用称量法,计量罐车运油量。即:对油罐车称重载、空载质量,测量卸液量体积,以及分别测罐车内油和水的密度,从而计算罐车拉运的原油量。其原理和方法是:
G总=G水+G油 (2)
式中:G总、G水、G油分别是罐车拉来的总质量、水的质量和油的质量。G总通过电子衡称量获得。计算罐车运油质量, 可以通过电子衡对运油罐车重载和空载时称量,方便地得到G总。G水通过取样化验获得,G油即由二者很方便的求出。
计量人员需要记录罐车卸油前、卸油后的重量,在卸油的过程中取样化验含水。
(1)拉油车进站前及卸油后原油称重误差。
(2)原油取样不当产生误差,这也是产生误差的主要原因,取样的代表性如何,取样的方法,是一次取样还是取几个样的综合值进行平均,无论那种方法取样,都存在着较大的误差。下一步我站还要进一步研究试验别的方法。
(3)化验原油含水值过程中产生的误差。
2、测量装置误差
产生误差的原因除了人的因素,主要还取决于计量这些值的计量器具的准确度等级。乐安联有来液流量计、污水流量计等,相对于外输交接流量计来说,精度等级都相对较低,而对于动态计量来说,精度等级越高,产生的误差也就越小。
(1)容积式流量计 容积式流量计运动部件之间以及运动部件与壳体间的间隙极小,流量计运行时,微小的固体颗粒都会导致流量计磨损,产生泄漏量,从而产生误差。 q=kXc3ΔP/μLc (3)
式中 q ———流量计的泄漏量,m3;
Xc ———转子与壳体之间的间隙长度,m;
L c ———转子与壳体之间的间隙宽度,m;
ΔP ———流量计前后的压差,MPa;
k ———常数,取0.0833;
μ ———原油的動力粘度,Pa·s。
根据式(3)可知,影响流量计示值误差的因素为流量计的磨损、前后压差以及原油粘度。
2、环境误差
环境温度主要影响流量计的计量准确度和检定结果。温度的变化将影响到油品粘度、流量计的运动部件与壳体的变形,进而影响到流量计的泄漏量。原油的粘度与流量计的泄漏量成反比,对流量计计量误差的影响较大;油温将影响原油粘度、体积管的标准容积、流量计计量腔容积及泄漏量,也是影响流量计计量误差的主要因素。
4、使用方法误差
目前在动态取样方面,乐安联采用的是人工取样和自动取样器并用的方式,很大程度上避免了取样方法产生的误差,但罐车称重法在取样方法上存在较大误差,不过罐车取样属于内部交接,对整个采油厂无影响,但为精确各矿之间的产量,下一步我们将在这方面做足工作,主要还是能寻找到一种科学的计量方法。
二、减小计量误差的方法
(1)由于乐安联处理的主要是稠油,粘度高,难以输送,因此加强计量器具和工作标准的管理,减小测量装置误差尤为重要。主要是采用准确度等级较高、稳定性较好的计量器具。保养维护好计量器具和工作标准,经常清洗过滤器,防止原油中的杂质对流量计的损坏。外输温度控制较高的范围之内,以降低油品的粘度,易于平稳外输。
(2)严格按照流量计的检定时间要求进行检定,乐安联外输流量计采用半年一检的方式,目前乐安联的流量计不能实现在线检定,必须送到专门检定部门进行检定,这就要求流量计必须有运行有备用,技术人员随时掌握检定周期,不能超期限使用。
(3)采用先进的计量手段,减小方法误差。用自动温度记录仪、自动含水分析仪及自动取样仪等自动化的先进仪器代替或监护手工操作,可以大大提高原油外输量的准确度。
参考文献
[1] 茹德武,秦海洋.降低原油交接中的计量误差,油气储运,2005,24 (2) 48~50.
[2] 程虎,郑宝盛,等.油罐车运原油计量问题的探讨,计量装置及应用,2007,(1).
[3] 金爱芝,徐公山.影响原油交接计量准确度的因素,工业计量,2002,(5)39~41.
[4] 潘丕武.石油计量技术基础,海洋出版社(北京),2001.
[关键词]稠油 交接 动态计量 容积式流量计 静态计量
中图分类号:TE564 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)11-0039-01
某联合站成立于1991年,担负着该油区稠油的处理、计量外输和污水处理任务,设计年处理原油160万吨,日处理污水10000m3。目前,主要负责与集输公司、石油开发中心两家的外部交接以及与草西管理区的罐车卸油的交接。在与集输公司及石油开发的动态原油交接中,主要使用的是精度为0.2级的容积式流量计。而在与草西管理区进行交接中,由于是采油厂内部的交接工作,要求的计量方法的精度等级相对弱一些,目前主要采取的是称量法。在计算过程中,无论所用仪器多么精密,方法多么完善,測量多么细心,所得结果往往不能完全一致,而有一定的误差,下面就误差产生的原因、影响程度以及采取的措施进行分析。
一、产生计量误差的原因
油品计量的正确与否,决定于油品的计量方法、使用工具、操作技术等,每一项都不可小视,它直接或间接的决定着计量的精度,但产生误差的来源是多方面的,并且影响的程度也有所不同,下面就从误差的来源分析造成原油计量误差的原因,即人为误差、测量装置误差、环境误差和方法误差。
1、人为误差
(1)动态计量的人为误差
根据《原油动态计量·油量计算》规程中,原油纯油量的计量公式为:
m=Vt ×ε×K×Cp×Ct(ρ20-0.0011)×(1-W%) (1)
式中 m ———原油纯油在空气中的质量, Kg;
Vt ———原油在t℃时流量计的累计体积量,m3 ;
ε———流量计仪表系数;
K———原油体积系数;
Ct———原油的温度修正系数;
Cp———原油的体积压力修正系数;
ρ20 ———原油的标准密度, Kg/ m3 ;
0.0011———空气浮力修正值;
W%———原油含水质量百分数。
计量化验人员需要记录下流量计的读数(原油体积量)、温度值、压力值、密度值和利用蒸馏的方法化验出含水率等数值用以计算原油纯油量。
(1)体积量 乐安联外输交接全部使用的是容积式流量计,使用原油管道在线计量交接,体积量的计量是连续的,存在的人为误差会相互抵消,因此体积量对误差影响不大。
(2)压力值 压力太高或太低均会改变流量计的精度,太高的压力改变被测介质的体积和流量计的几何尺寸,高压力下误差影响较小。但压力变动较大时,对平稳外输有一定的影响。
(3)粘度值 对于容积式流量计来说,粘度改变,泄漏量也随之改变,由于乐安联输送的大部分是稠油,粘度的变化对流量计精度影响较大,由于原油的粘度特性,当温度降低时,原油粘度显著增大,油流中杂质和污浊物粘附在壳体内壁和转子上,改变计量腔的体积,使流量计转子与壳体,转子与转子之间的间隙变小,从而使容积式流量计的漏失量明显减小,计量值比实际值偏大。反之,当输油温度升高,原油粘度减小,漏失量增大,计量值比实际值偏小。
(3)温度值 温度的变化除影响粘度外,由于材料的热胀冷缩性能,温度的变化使容积式流量计的计量室的容积发生变化,很高的温度甚至使液体气化造成两相流,严重破坏流量计的精度。另外,温度对被测液体的影响也不能忽视。因此一定要进行标准温度状态下的体积修正。
(4)密度值和含水率从式(1) 中可以看出,密度和含水的示值误差将直接影响纯油量的计算,所以密度值和含水率的准确读取非常关键,这就要求计量化验人员要严格按照正确的操作方法进行操作,我站配备的计量化验职工都是经过了专门的培训取证,责任心特别强,因此为我站精确计量外输把好了重要的一关。
(2)原油罐车称量法的人为误差
在与草西管理区卸油工作刚刚开始时,由于卸油工作还处于摸索阶段,难免存在着误差,目前主要采用称量法,计量罐车运油量。即:对油罐车称重载、空载质量,测量卸液量体积,以及分别测罐车内油和水的密度,从而计算罐车拉运的原油量。其原理和方法是:
G总=G水+G油 (2)
式中:G总、G水、G油分别是罐车拉来的总质量、水的质量和油的质量。G总通过电子衡称量获得。计算罐车运油质量, 可以通过电子衡对运油罐车重载和空载时称量,方便地得到G总。G水通过取样化验获得,G油即由二者很方便的求出。
计量人员需要记录罐车卸油前、卸油后的重量,在卸油的过程中取样化验含水。
(1)拉油车进站前及卸油后原油称重误差。
(2)原油取样不当产生误差,这也是产生误差的主要原因,取样的代表性如何,取样的方法,是一次取样还是取几个样的综合值进行平均,无论那种方法取样,都存在着较大的误差。下一步我站还要进一步研究试验别的方法。
(3)化验原油含水值过程中产生的误差。
2、测量装置误差
产生误差的原因除了人的因素,主要还取决于计量这些值的计量器具的准确度等级。乐安联有来液流量计、污水流量计等,相对于外输交接流量计来说,精度等级都相对较低,而对于动态计量来说,精度等级越高,产生的误差也就越小。
(1)容积式流量计 容积式流量计运动部件之间以及运动部件与壳体间的间隙极小,流量计运行时,微小的固体颗粒都会导致流量计磨损,产生泄漏量,从而产生误差。 q=kXc3ΔP/μLc (3)
式中 q ———流量计的泄漏量,m3;
Xc ———转子与壳体之间的间隙长度,m;
L c ———转子与壳体之间的间隙宽度,m;
ΔP ———流量计前后的压差,MPa;
k ———常数,取0.0833;
μ ———原油的動力粘度,Pa·s。
根据式(3)可知,影响流量计示值误差的因素为流量计的磨损、前后压差以及原油粘度。
2、环境误差
环境温度主要影响流量计的计量准确度和检定结果。温度的变化将影响到油品粘度、流量计的运动部件与壳体的变形,进而影响到流量计的泄漏量。原油的粘度与流量计的泄漏量成反比,对流量计计量误差的影响较大;油温将影响原油粘度、体积管的标准容积、流量计计量腔容积及泄漏量,也是影响流量计计量误差的主要因素。
4、使用方法误差
目前在动态取样方面,乐安联采用的是人工取样和自动取样器并用的方式,很大程度上避免了取样方法产生的误差,但罐车称重法在取样方法上存在较大误差,不过罐车取样属于内部交接,对整个采油厂无影响,但为精确各矿之间的产量,下一步我们将在这方面做足工作,主要还是能寻找到一种科学的计量方法。
二、减小计量误差的方法
(1)由于乐安联处理的主要是稠油,粘度高,难以输送,因此加强计量器具和工作标准的管理,减小测量装置误差尤为重要。主要是采用准确度等级较高、稳定性较好的计量器具。保养维护好计量器具和工作标准,经常清洗过滤器,防止原油中的杂质对流量计的损坏。外输温度控制较高的范围之内,以降低油品的粘度,易于平稳外输。
(2)严格按照流量计的检定时间要求进行检定,乐安联外输流量计采用半年一检的方式,目前乐安联的流量计不能实现在线检定,必须送到专门检定部门进行检定,这就要求流量计必须有运行有备用,技术人员随时掌握检定周期,不能超期限使用。
(3)采用先进的计量手段,减小方法误差。用自动温度记录仪、自动含水分析仪及自动取样仪等自动化的先进仪器代替或监护手工操作,可以大大提高原油外输量的准确度。
参考文献
[1] 茹德武,秦海洋.降低原油交接中的计量误差,油气储运,2005,24 (2) 48~50.
[2] 程虎,郑宝盛,等.油罐车运原油计量问题的探讨,计量装置及应用,2007,(1).
[3] 金爱芝,徐公山.影响原油交接计量准确度的因素,工业计量,2002,(5)39~41.
[4] 潘丕武.石油计量技术基础,海洋出版社(北京),2001.