質(zhì)量流量計(jì)在稠油外輸交接計(jì)量中的應(yīng)用

高玉進(jìn) 朱 磊

(新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院(有限公司) 新疆烏魯木齊)

質(zhì)量流量計(jì)在稠油外輸交接計(jì)量中的應(yīng)用

高玉進(jìn) 朱 磊

(新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院(有限公司) 新疆烏魯木齊)

隨著原油資源勘探開發(fā)的不斷深入,以及原油在現(xiàn)代工業(yè)中需求量的日益增大,在市場經(jīng)濟(jì)下,原油的計(jì)量直接關(guān)系到供需雙方的經(jīng)濟(jì)利益,準(zhǔn)確地對原油流量進(jìn)行計(jì)量是企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營中的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。文章就質(zhì)量流量計(jì)在稠油計(jì)量方面的應(yīng)用做出了相關(guān)的技術(shù)探討。

稠油;質(zhì)量流量計(jì);密度;含水;動態(tài)計(jì)量

0 引 言

未凈化稠油(含水率大于50%)做為原油類別中的一種油品,是油田生產(chǎn)的主要產(chǎn)品之一,主要特點(diǎn)為粘稠度大,含水率高,其處理輸送的整個過程中都需要準(zhǔn)確計(jì)量,包括廠內(nèi)站間計(jì)量及外輸交接計(jì)量。稠油的精確計(jì)量為企業(yè)經(jīng)營管理者組織生產(chǎn)、量化考核提供了可靠依據(jù),因此變得越來越重要。

稠油計(jì)量按計(jì)量方式可分為:動態(tài)計(jì)量和靜態(tài)計(jì)量。動態(tài)計(jì)量一般采用容積式流量計(jì)流量計(jì)等進(jìn)行在線連續(xù)測量;靜態(tài)計(jì)量主要用金屬油罐、鐵路罐車等做為計(jì)量體積量的器具,利用大罐檢尺的方法計(jì)量稠油。本文將重點(diǎn)結(jié)合質(zhì)量流量計(jì)在新疆油田重油公司61#稠油處理站中的設(shè)計(jì)應(yīng)用情況進(jìn)行討論。

1 質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)勢與特點(diǎn)

質(zhì)量流量計(jì)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的,它是基于“科里奧利”原理的一種新型計(jì)量手段。由于它直接顯示被測液體的質(zhì)量,不需考慮液體的溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響而進(jìn)行修正或換算,大大提高了質(zhì)量流量的準(zhǔn)確度,因此,受到廣大用戶的歡迎,用質(zhì)量流量計(jì)交接計(jì)量,在一定程度上解決了密度分層所引起的計(jì)量問題,因此質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用日益廣泛。在未來的油品交接計(jì)量中,質(zhì)量流量計(jì)具備了無可比擬的優(yōu)越性[1]:

(1)它無需測量多個參數(shù),而是直接測出流經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)的油品質(zhì)量。這樣流量計(jì)的綜合精度就只取決于時(shí)間差的測量精度。

(2)與油品介質(zhì)的溫度、粘度、導(dǎo)電性、流體的形狀以及直管段等無關(guān),在同一付油管線切換交付不同類型的油品情況下特別適用。

(3)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)都具有很高的計(jì)量精度,讀數(shù)誤差一般在±0.15%～±0.2%范圍內(nèi),在特殊標(biāo)定情況下,讀數(shù)誤差可以達(dá)到±0.1%。

(4)質(zhì)量流量計(jì)的推廣應(yīng)用,為稠油含水率的精確測量提供了一條新的途徑。這種新型儀表除了其測量質(zhì)量流量的功能之外,還可以測量被測液體的混合密度,間接測出稠油含水率。在一定條件下質(zhì)量流量計(jì)還可以完成稠油計(jì)量中體積流量計(jì)、密度計(jì)、含水分析儀、溫度計(jì)、壓力表等幾種配套儀表的功能,從而可以實(shí)現(xiàn)一表多用和多功能為一體的測量效果。

(5)綜合現(xiàn)有各廠家的質(zhì)量流量計(jì),都有著與之配套的智能化可編程的變送器和有豐富顯示監(jiān)控功能的二次儀表。易于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)各方面的功能需求。

2 使用過程中的幾點(diǎn)問題

新疆油田重油公司61#稠油處理站中的稠油來油管線其中一路隸屬于新疆油田采油二廠,由于來油方與收油方的不同,油品在其中需要進(jìn)行交接計(jì)量,此處稠油具有如下特點(diǎn):介質(zhì)密度(60℃)為910 kg/m3,介質(zhì)粘度(60℃)為102 mPa.s～1000 mPa.s,其特點(diǎn)為粘稠,含水率高,含雜質(zhì)較多,含少量氣體等特點(diǎn),其計(jì)量流程如圖1所示。

圖1 計(jì)量流程

在其安裝使用時(shí)應(yīng)注意如下問題:

(1)質(zhì)量流量計(jì)

使用質(zhì)量流量計(jì)時(shí)可以有三種安裝方式,箱體朝上安裝,箱體朝下安裝和豎式安裝。根據(jù)不同類型的介質(zhì),選擇不同的安裝方式。一般來說,當(dāng)介質(zhì)為液體時(shí),采用箱體朝下安裝的方式為好,可以避免介質(zhì)中氣體對計(jì)量精度的影響。另外,對于同一質(zhì)量流量計(jì),采用不同的安裝方法,對計(jì)量精度將有不同的影響。當(dāng)介質(zhì)中氣液不能均勻混合時(shí),將產(chǎn)生很大的計(jì)量誤差,當(dāng)氣液均勻混合時(shí),氣體的質(zhì)量相對可以忽略,將不影響質(zhì)量流量的測量,實(shí)際使用中,應(yīng)避免質(zhì)量流量計(jì)的安裝距離泵的出口過近或輸油管線經(jīng)過太多的高低起伏和彎轉(zhuǎn)。

(2)過濾器

過濾器用于延長流量計(jì)使用壽命,防止被計(jì)量液體所攜帶的金屬物、焊渣、石塊等雜質(zhì)和臟物進(jìn)入流量計(jì),影響流量計(jì)正常運(yùn)行。它安裝在流量計(jì)的進(jìn)口。

(3)消氣器

此處稠油含有一定氣體,這些氣體在管道中占有一定的空間,隨油流進(jìn)入流量計(jì)內(nèi)就會把氣體也當(dāng)成油進(jìn)行計(jì)量。要確保流量計(jì)的計(jì)量精度,必須將這部分氣體在進(jìn)入流量計(jì)前排除掉,消氣器能起此作用。

(4)差壓變送器

檢測過濾器進(jìn)出口差壓值,以此判斷過濾器是否被堵。

3 質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量性能影響因素[2]

(1)密度和粘度:對質(zhì)量流量的測量影響較小,通常不需要進(jìn)行補(bǔ)償。然而,對某些特殊設(shè)計(jì)和尺寸的流量計(jì),密度的改變會導(dǎo)致流量計(jì)零點(diǎn)輸出和/或流量計(jì)校準(zhǔn)系數(shù)的偏移。

(2)零點(diǎn)穩(wěn)定度:對小流量的影響較大,因此,在確定流量計(jì)量程比時(shí),零點(diǎn)穩(wěn)定度是一個限制因素。在穩(wěn)定的工作條件下,流量計(jì)的零點(diǎn)漂移值一般不會超出零點(diǎn)穩(wěn)定度,重新調(diào)零可以使流量計(jì)的零點(diǎn)漂移更小。

(3)振動影響:不同結(jié)構(gòu)形式的科氏流量計(jì)振動管的振動頻率差異較大,一般在幾十赫茲到上千赫茲。外部的振動源可能會影響流量計(jì)的性能。當(dāng)流量計(jì)的安裝位置靠近振動源時(shí),應(yīng)向廠家咨詢。

(4)上游流態(tài)的影響:對不同設(shè)計(jì)形式的流量來說,由于上、下游管路結(jié)構(gòu)不同而造成的漩渦和不均勻流速分布對流量計(jì)計(jì)量性能的影響不同,因此是否需要整流器、上下游直管段也不同。對于某些理論上不受流態(tài)影響的科氏流量計(jì),其實(shí)際應(yīng)用效果還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。用戶可要求廠家提供相關(guān)技術(shù)文件以證明流態(tài)的影響。

(5)安裝應(yīng)力:安裝科氏流量計(jì)時(shí),應(yīng)考慮對傳感器和進(jìn)出口法蘭的支撐,并且應(yīng)先用短接代替流量計(jì)安裝在管路系統(tǒng)中。壓力、溫度等的變化可能會產(chǎn)生軸向、彎曲和扭曲應(yīng)力,從而影響流量計(jì)性能,尤其是零點(diǎn)穩(wěn)定度。

4 質(zhì)量流量計(jì)的檢定

用于貿(mào)易計(jì)量用的流量計(jì)國家規(guī)定精度為0.2級以上,即基本誤差不大于±0.2%,國家規(guī)定流量計(jì)屬國家強(qiáng)制檢定計(jì)量器具。凡達(dá)到檢定周期的、經(jīng)檢修后或長期不用需要使用的,對其測量值發(fā)生懷疑的流量計(jì)都要及時(shí)檢定,確保其公平交易。

質(zhì)量流量計(jì)的檢定,是為了評定其測量性能,如:準(zhǔn)確度、重復(fù)性等,并確定其是否合格所進(jìn)行的全部工作。檢定是進(jìn)行量值溯源或量值傳遞以及保證量值準(zhǔn)確一致和量值統(tǒng)一的重要措施,是國家對整個計(jì)量器具進(jìn)行管理的技術(shù)手段。因此,質(zhì)量流量計(jì)的檢定具有十分重要的意義。質(zhì)量流量計(jì)的檢定一般有四種方法:質(zhì)量法,容積法,體積管法和標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)法,檢定時(shí)可以采用離線檢定和在線檢定兩種檢定方式,在線檢定可以在實(shí)際使用條件中直觀的反映系統(tǒng)的精度[3]。

5 結(jié)束語

新疆油田重油公司61#稠油處理站中的質(zhì)量流量計(jì)自投產(chǎn)以來,狀態(tài)良好,性能穩(wěn)定,降低了人員勞動強(qiáng)度,提高了勞動生產(chǎn)率,保證了計(jì)量準(zhǔn)確度,滿足了油田生產(chǎn)計(jì)量的要求,為油田生產(chǎn)管理自動化打下了基礎(chǔ),其設(shè)計(jì)方案值得其它工程及設(shè)計(jì)項(xiàng)目借鑒。除此之外,今后在質(zhì)量流量計(jì)的安裝及設(shè)計(jì)上還是應(yīng)該盡量避免以下問題:

(1)工藝流程應(yīng)盡量滿足質(zhì)量流量計(jì)的使用要求,即綜合介質(zhì)最好能做到氣體、液體徹底分離。

(2)介質(zhì)中含砂應(yīng)盡量在流量計(jì)之前得以消除,同時(shí)應(yīng)盡量避免質(zhì)量流量計(jì)內(nèi)部管壁垢。

(3)必須盡量減少純水純油密度測量誤差對含水所造成的影響,也就是說純水純油密度值必須具有代表性,建議進(jìn)行多次取樣化驗(yàn)。對于某一區(qū)塊的油、水密度一般變化不大,但若新井投產(chǎn)量大或產(chǎn)量波動較大時(shí),重新作一次純水、純油的密度。

(4)流量計(jì)應(yīng)定期進(jìn)行標(biāo)定,以確保流量計(jì)的計(jì)量精度。

針對我國以質(zhì)量為計(jì)量單位的實(shí)際情況,質(zhì)量流量計(jì)不失為先進(jìn)、合理的流量計(jì)量儀表,可以預(yù)見,質(zhì)量流量計(jì)將在今后油品儲運(yùn)領(lǐng)域的現(xiàn)代化管理中大顯身手。

[1] 樂嘉謙.儀表工手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003

[2] 吳九輔,湯 楠.現(xiàn)代工程檢測及儀表[M].北京:石油工業(yè)出版社,2004

[3] 肖素琴,韓厚義.質(zhì)量流量計(jì)[M].北京:中國石化出版社,1999

Application of mass flow-meter in the handover measurement of heavy and high viscos- ity oil transported to the foreign field.

Gao Yujin and Zhu Lei.

With the progressive exploration and development of oil resource and increasing demand of modern industry for the oil,the measurements of oil are closely related to the economic benefit of supplier and buyer under market economy.Consequently,it is the basic work for an enterprise to measure the oil flow accurately in the process of production and management.In the paper,some technical discussions are made a on the application of mass flow meter in the measurement of heavy and high viscosity oil.

heavy and high viscosity oil;mass flowmeter;density;water content;dynamic measurement

TE832.2

B

1004-9134(2011)04-0026-02

高玉進(jìn),男,1972年生,工程師,1996年畢業(yè)于西安石油大學(xué)工業(yè)電氣自動化專業(yè),現(xiàn)從事自動化儀表工程設(shè)計(jì)工作。郵編:830026

2011-02-22編輯姜 婷)

PI,2011,25(4):26～27,30

·經(jīng)驗(yàn)交流·