YXZX-JY型管線自動取樣器在原油管道的具體應(yīng)用

陳青珍 周柏菊 周耀輝 婁希杰

1.中國石化管道儲運(yùn)公司 襄陽輸油處 （湖北 襄陽 448002）

2.中國石化管道儲運(yùn)公司 武漢輸油處 （湖北 武漢 430077）

3.中國石化管道儲運(yùn)公司 輸油處 （山東 鄒城 273500）

YXZX-JY型管線自動取樣器在原油管道的具體應(yīng)用

陳青珍1周柏菊2周耀輝2婁希杰3

1.中國石化管道儲運(yùn)公司 襄陽輸油處 （湖北 襄陽 448002）

2.中國石化管道儲運(yùn)公司 武漢輸油處 （湖北 武漢 430077）

3.中國石化管道儲運(yùn)公司 輸油處 （山東 鄒城 273500）

結(jié)合中國石化管道儲運(yùn)公司所屬十二個輸油處、油庫與相關(guān)煉化企業(yè)、碼頭進(jìn)行原油交接的工作實(shí)際，著重介紹了一種新型管線自動取樣器原理、結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)勢特點(diǎn)，自動取樣器是輸油氣、成品油管道與最終用戶作為交接計(jì)量用的主要設(shè)備，為此還提出了操作和維護(hù)建議，同時還就設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的一些常見故障進(jìn)行了分析，可為設(shè)備管理人員、維護(hù)人員提供參考。

管線自動取樣器 原理

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，原油、成品油的交接計(jì)量直接關(guān)系著管道運(yùn)輸行業(yè)、油田集輸銷售及石油煉化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，是三方原油計(jì)量交接工作中的重心，越來越受到交接雙方的重視。油樣采集是油品集輸系統(tǒng)重要的工作環(huán)節(jié)，也是交接雙方爭議的焦點(diǎn)，油樣采集的代表性對油品計(jì)量的準(zhǔn)確程度起著極為重要的作用，在國家標(biāo)準(zhǔn)GB 4756-1998《石油及液體石油產(chǎn)品手工取樣法》中，就明確指出，對原油在不均勻狀態(tài)中，管線自動取樣是最好的方法[1]。管輸油品實(shí)現(xiàn)油樣自動采集，比手工操作取樣的樣品代表性強(qiáng)、操作勞動強(qiáng)度低、油品損失量小，現(xiàn)在生產(chǎn)的管線油樣全自動采集機(jī)是輸油線油樣采集的最佳設(shè)備，適用于原油、高凝點(diǎn)、高含蠟原油在集輸中自動采樣。

1 工作原理與結(jié)構(gòu)

長輸原油管道取樣的主要目的是通過測定其組成、沉淀物、密度、含水量、黏度等物理參數(shù)，對所取的原油樣品進(jìn)行分析，是油品分析的基本環(huán)節(jié)。中國石化管道儲運(yùn)公司十二個輸油處5個計(jì)量站原安裝的自動取樣器，經(jīng)常出現(xiàn)堵塞取不出油樣的情況，且拆卸維護(hù)工作量大，更換為YXZX-JY型管線自動取樣器后，這一情況得到了徹底改變。

YXZX-JY型管線自動取樣器是由過濾器、壓力泵、取樣主體總成、隔爆控制器、電磁控制閥、取樣瓶、輸送管線等6部分組成原油自動取樣系統(tǒng)。其工作原理是在工藝管線上安裝進(jìn)油管和回油管，接入油泵形成循環(huán)回路，在循環(huán)回路中串聯(lián)采集器總成，通過電磁閥換向改變油流在采集器總成中的走向，采集缸柱塞將換向后留存在采集缸內(nèi)的油樣推擠至取樣瓶中，以此完成采集油樣的目的，采集容積固定在6～8mL，用戶只需設(shè)定采集間隔時間就可以控制單位時間內(nèi)總?cè)恿浚姍C(jī)按照設(shè)定的采集間隔時間啟停，油樣也根據(jù)設(shè)定的間隔時間自動采出。

2 主要性能特點(diǎn)對比

下面是我們單次取樣量及取樣間隔時間的檢驗(yàn)、試驗(yàn)步驟和方法。

（1）關(guān)于單次取樣量（以采用累計(jì)平均法6mL為例）：①采用累計(jì)平均法進(jìn)行檢驗(yàn)；②共分為三段進(jìn)行檢驗(yàn)（10次；50次；100次）；③檢驗(yàn)結(jié)果見表1所示。

（2）關(guān)于取樣間隔時間：①本儀器的時基信號為晶體振蕩器，已通過頻率計(jì)檢驗(yàn)；②設(shè)定取樣間隔時間（0～999S任意），用秒表進(jìn)行對比均應(yīng)在正、負(fù)一個字之內(nèi)。

表1

（3）所采原油試樣是否具有代表性取決于4個條件，任何一個條件不滿足都將影響最終結(jié)果的分析質(zhì)量。YXZX-JY型管線自動取樣器和以前所用自動取樣器相比具有以下幾方面的明顯特點(diǎn)：

①取樣間隔時間10～999s（可調(diào)），真正保證和實(shí)現(xiàn)了采用間歇式取樣器時的取樣頻率和單位樣品體積都滿足要求，高頻次、短間隔連續(xù)自動等比例取樣。確保所取樣品具有代表性，和原用BYTV-10-23取樣器相比較有效降低了取樣誤差，取樣誤差小于10%。

②從原油管道中所取樣品的組成是否和取樣時間、位置在該管道橫截面上的原油平均組成相同；而YXZX-JY型管線采用強(qiáng)制循環(huán)回路，這是和以前自動取樣器最大的不同。所取油樣即時性好。為管輸油品的真實(shí)油樣。

③無論是間歇取樣還是連續(xù)取樣，取樣速率應(yīng)與管道內(nèi)流量成比例。YXZX-JY型管線自動取樣器采用定容積隔離采集法，使每次采集量準(zhǔn)確，單次取樣量：6mL（±10%）取樣時間：0～99s（可調(diào)），使單次取樣量精確度大幅提高。

④采集油樣通道與循環(huán)回路隔離，確保所取試品在分離子樣過程中與原樣具有完全相同的組成。適用油品范圍廣，如原油、柴油、汽油等油品。安裝靈活，不受主管線高度的影響。選擇空間度大等特點(diǎn)。不受主管線工作壓力、溫度、黏度變化的影響。

3 應(yīng)用實(shí)例與效果

3.1 安裝注意事項(xiàng)

我們在儀征—長岒原油管道安慶、九江、武漢、荊門、長嶺5個輸油站場與5家煉化企業(yè)原油交接業(yè)務(wù)的具體實(shí)踐過程中，原自動采樣器對取樣器探頭有明確的要求，而YXZX-JY型管線自動取樣器對取樣探頭沒有作具體的要求，其雖然采用進(jìn)油管、回油管接入油泵形成循環(huán)回路采樣，原油已不可能在從取樣器裝置回流進(jìn)入管線，可以直接安裝截止閥以取代原有的止回閥或原有的其它相應(yīng)止回裝置。但我們在安裝過程中，還是認(rèn)為有必要對取樣位置和伸入管線內(nèi)的取樣管（探頭）作一要求，理由是：

（1）因輸油管線內(nèi)的原油因通過站內(nèi)管網(wǎng)已充分混合，所以取樣探頭對于管壁的位置就不哪么嚴(yán)格，但考慮到管壁對流速和含水率的影響，取樣探頭還是應(yīng)從被取樣管道的中心采樣為好。

（2）不管自動取樣器取樣頭處在什么位置，或采用其它某種外加混合器方式，但還是建議在安裝完成的初次取樣時，進(jìn)一步驗(yàn)證截面含水率。

（3）因?yàn)榭紤]到重力有利于加速水平管線內(nèi)原油流體的分層，并能使垂直管段內(nèi)原油分布更加的均勻，正常情況下我們原油管道輸送速度（流速）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雜質(zhì)和水在管道內(nèi)的沉降速度，所以取樣口位置探頭還是安裝在垂直管段上為最佳。

3.2 安裝調(diào)試

（1）反復(fù)確認(rèn)管線連接及電器連接是否無誤，防凝油箱已加足防凝油，確認(rèn)連接無誤后緩慢打開主管線進(jìn)、出口閥，觀察5min，確認(rèn)無滴漏點(diǎn)，右下部來油控制閥的手柄已在“原油”位置后，再將取樣瓶置于采集總成出樣口下，并調(diào)整至適當(dāng)高度。

（2）按電源開關(guān)鍵，此時LCD屏點(diǎn)亮，再按翻頁鍵，使屏幕進(jìn)入操作界面（繼續(xù)操作請參閱防爆微電腦LCD控制器介紹）。

例如；總?cè)訒r間為8h，每次取樣時為6mL，總?cè)恿繛? 000mL，則

（3）在控制面板上設(shè)置間隔時間，本控制器時間為三段分別可調(diào)，可調(diào)時間為:關(guān)閥時間0～999s、開閥時間0～999s和取樣時間0～99s（此時間僅對流量可調(diào)的機(jī)型有效）。間隔時間：關(guān)閥時間+開閥時間（建議開閥時間與關(guān)閥時間為1：1）。按電源開關(guān)鍵使機(jī)器停止運(yùn)行。關(guān)閉主管線進(jìn)、出油閥門。將右下方來油控制閥門調(diào)整到“防凍油”位置。按啟動鍵重新啟動機(jī)器。排空系統(tǒng)易凝工作介質(zhì)，確認(rèn)排出物為防凝油。再按停止鍵或直接按電源開關(guān)鍵，關(guān)閉電源。關(guān)閉采集機(jī)主管線進(jìn)、出油閥門。將來油控制閥恢復(fù)到“原油”位置。

3.3 效果分析

由于YXZX-JY型管線自動取樣器執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為SY/T 5317-2006《石油液體管線自動取樣法》，本機(jī)型采用時間比例采集方法與定容積隔離采集法。通過在輸油生產(chǎn)現(xiàn)場一段時間的實(shí)際運(yùn)用我們認(rèn)為和前期使用的自動取樣器有以下明顯效果:

（1）由于YXZX-JY型管線自動取樣器采用強(qiáng)制壓力泵循環(huán)回路，而原取樣器是靠管線自然壓力外加減壓裝置采集原油樣量,說明該自動取樣器所采油樣的即時性要比原取樣器有明顯優(yōu)勢。

（2）YXZX-JY型管線自動取樣器采用定容積隔離采集法，由自動裝置控制系統(tǒng)準(zhǔn)確啟動壓力泵電磁閥，定時定量，而且采樣量、采樣時間分開同時可調(diào)，從而使每次采集的化驗(yàn)油樣量準(zhǔn)確無誤，采樣量精度提高2%以上。

（3）該自動取樣器與前期使用的取樣器最大的不同還在于增加了壓力泵（齒輪泵），因此不受原油管道工作主管線內(nèi)工作壓力、溫度、油品黏度、雜質(zhì)等變化的影響，原油化驗(yàn)采樣及時可靠。

（4）YXZX-JY型管線自動取樣器采集油樣通道與循環(huán)回路是隔離的不同回路，采集油樣時流量、流速平穩(wěn)，不噴濺、不堵塞，杜絕了采集口常流油的現(xiàn)象。

（5）原取樣器采油管有減壓裝置，長期運(yùn)行易受原油雜質(zhì)影響發(fā)生堵塞，YXZX-JY型管線自動取樣器除本身裝有過濾器外還具有反沖洗功能，長時間運(yùn)行后，大大降低了過濾器的清洗周期，極大地減少了運(yùn)行維護(hù)工作量。

4 使用與維護(hù)

4.1 基本功能維護(hù)

停用前，往采集機(jī)管路中充填防凝液（500#潤滑油），即可保證再啟動時正常工作。對于低溫易凝管路，可配用伴熱保溫系統(tǒng)。

定期檢查采集樣量，防止溢瓶或樣量不足。及時處理有無漏油現(xiàn)象，清潔機(jī)體內(nèi)油污。根據(jù)過濾器積蠟情況定期清洗過濾器。

按規(guī)定定期檢查絕緣情況。元器件型號和結(jié)構(gòu)不得隨意更改，以免破壞防爆性能。

4.2 常見故障解決方案

（1）不能采樣可能是如下原因造成的：① 某個電磁閥損壞或卡死，檢修電磁閥或更換；②電磁閥大修后安裝錯誤，正確安裝電磁閥；③管路堵塞、泄壓閥不工作，清洗管路；④主管線進(jìn)、出口閥門未開或堵塞，開全主管線進(jìn)、出口閥門；⑤過濾器堵塞，清洗過濾器;⑥管路中氣體未排凈,運(yùn)行幾次后排凈存氣。

（2）采集樣管滴漏采樣電磁閥卡死或磨損，更換電磁閥。

（3）油泵密封漏油量過大 ①主管線工作壓力過高，短時超高停止使用，關(guān)閉進(jìn)出口閥門；②油泵油密封損壞，更換油泵或泵密封。

（4）嗓音加據(jù) 緊固件松動，緊固松動件。

5 結(jié) 論

原油的交接計(jì)量工作是油輪上岸、煉化企業(yè)對管道運(yùn)輸環(huán)節(jié)中的重要一環(huán)，取樣器作為輸油氣管道、成品油管道以及煉化企業(yè)做為交接計(jì)量用的主要計(jì)量設(shè)備，經(jīng)歷了手動、半自動取樣、全自動取樣的發(fā)展過程。中國石化管道儲運(yùn)公司在企業(yè)間原油交接過程中，大量推廣和應(yīng)用YXZX-JY型管線自動取樣器，說明YXZX-JY型管線自動取樣器不僅在很大程度上提高了原油取樣精確度、降低了取樣現(xiàn)場操作人員的勞動強(qiáng)度、減少了由于人員因素帶來的取樣誤差，以及計(jì)量交接雙方人員不必要的磨擦。還提高增強(qiáng)了防爆等級，這在油氣濃度較高的計(jì)量采集室顯得尤其重要，全面提高了管道輸油行業(yè)在原油計(jì)量方面的準(zhǔn)確性、可靠性和安全性，提高了企業(yè)安全運(yùn)行管理水平。取得了良好的效果，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1]SY/T 5317-2006石油液體管線自動取樣法[S].

[2]許文.化工安全工程概論[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[3]傅志遠(yuǎn),譚迎新.多元可燃性混合氣體臨界氧濃度的測定[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2004（12）.

[4]GB 4756-1998石油及液體石油產(chǎn)品手工取樣法[S].

[5]GB/T 8927-2008石油和液體石油產(chǎn)品溫度測量手工法[S].

[6]胡海燕.石油液體管線取樣過程中的問題探討[J].中國計(jì)量,2009 (11).

[7]鞠宇翔,張連文,呂成魁.管線自動取樣器在原油交接計(jì)量中的應(yīng)用[J].工業(yè)計(jì)量，2005(S1).

Combined with the work practice of crude oil transfer among 12 oil transportations stations of China Petro-Chemical Pipeline Storage and Transportation Company,oil reservoirs,relevant refining and chemical enterprises and wharfs,a new pipeline automatic sampler is introduced with the emphasis,including its principle,structure,and performance characteristics.Automatic samplers are the main equipment of transfer measurement for transportation gas,oil product pipeline and terminal customers.Therefore, some suggestions about operations and maintenance are put forward,followed by the analysis of some ordinary faults in the operation of devices,and thereby providing some references for device management staffs and repairing men.

pipeline;automatic samplers;principle

陳青珍（1966-），女，助理工程師，主要從事管道運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)銷化驗(yàn)管理、維護(hù)等方面的工作。

尉立崗

2012-04-06