成品油長輸管道分輸站計量探討

張廣超

中石油管道有限責任公司西部分公司（新疆 烏魯木齊 830000）

西部成品油管道起點烏魯木齊，途經(jīng)天山、戈壁灘、祁連山區(qū)、黃土高原等地區(qū)，終點為蘭州，沿線共設有5個分輸站點，每個分輸點均設3條分輸支線，分別輸送0號柴油和92號汽油。站內(nèi)采用科里奧利質(zhì)量流量計進行貿(mào)易交接計量，計量后進入地方油庫儲罐。為了保證分輸站貿(mào)易交接不虧，分別從體積管檢定、流量計檢定和質(zhì)量流量計零點3方面詳細分析了影響貿(mào)易交接的因素。

1 體積管檢定

體積管檢定結(jié)果直接用于流量計的檢定，正比于貿(mào)易結(jié)算的數(shù)據(jù)，所以體積管的檢定結(jié)果從根本上決定了貿(mào)易交接的盈虧。

1.1 漏失量

體積管檢定時檢定球的漏失量影響檢定數(shù)據(jù)，漏失量與體積管的檢定結(jié)果成正比，但流量計檢定時漏失量與檢定數(shù)據(jù)成反比。為保證貿(mào)易交接公平，漏失量應盡量減小并保持穩(wěn)定。檢定球的過盈量應控制在2%～4%，同時保證檢定球的圓度較好，在體積管運行時控制水流速度為10 m3/s左右，這樣可確保漏失量穩(wěn)定。

1.2 體積管排氣

如果體積管內(nèi)殘留有氣體，則氣體可能被檢定球推進標準金屬罐，則金屬罐的示數(shù)減小，體積管的最終檢定結(jié)果即標準體積減小，導致貿(mào)易交接虧損，所以檢定體積管時務必將氣體排凈。

1.3 標準金屬罐殘留水恒定

體積管的精度一般為0.05%，水標體積管的時候要保證每次檢定開始前金屬罐內(nèi)的殘留水量恒定。開始檢定前先讓金屬罐內(nèi)充滿水，然后放空，待水開始滴落時利用秒表計時，2 min后關閉出口閥；后續(xù)檢定時金屬罐放水均采用水滴落2 min關閉出口閥的標準，以保證罐內(nèi)殘留水量恒定。如果檢定前金屬罐不充滿水再放空或者后續(xù)放水時間延長，則罐內(nèi)殘留水減少、金屬罐的示數(shù)減小，體積管的最終檢定結(jié)果即標準體積減小，由此導致貿(mào)易交接虧損。

1.4 氮氣瓶壓力

標準金屬罐上方的換向閥為氮氣驅(qū)動，為保證換向時間最小，氮氣壓力宜大于8 MPa。如果壓力不足，則換向閥換向時間延長，造成計量不準確。當換向閥換向到金屬罐時，由于換向時間延長導致進入金屬罐水量減少，示數(shù)減小則貿(mào)易交接虧損。

2 流量計檢定

體積管不確定度、在線密度計不確定度和流量計測量重復性是質(zhì)量流量計檢定不確定度的主要因素，其中體積管和在線密度計的不確定度是計量傳遞過程中已經(jīng)確定的，流量計測量重復性的不確定度可從以下幾個方面來分析及降低。

2.1 體積管排氣

檢定流量計時務必將氣體排凈，如果體積管內(nèi)殘留有氣體，則可壓縮的氣體將會影響測量數(shù)據(jù)的重復性，極大增加了其不確定度。

2.2 介質(zhì)的流量、溫度和壓力穩(wěn)定

JJG 897—1995《質(zhì)量流量計檢定規(guī)程》規(guī)定體積管檢定質(zhì)量流量計時，在完成一個點的檢定過程中，介質(zhì)的溫度變化應不超過1℃，在完成全部檢定過程中應不超過5℃[1]。介質(zhì)流量、溫度和壓力的變化會影響體積管內(nèi)檢定球的漏失量，導致測量重復性降低，其不確定度增加。流量、溫度和壓力增加時，檢定球的漏失量增加，則檢定系數(shù)減小，導致貿(mào)易交接虧損。

3 質(zhì)量流量計零點

質(zhì)量流量計可以直接測量流體的質(zhì)量，具有很高的測量準確度。但同時精度容易受影響，其中影響精度較大的一個因素就是零點漂移。零點即在流量計未流通流體時，流量計傳感器所顯示的流量數(shù)值。往往零點漂移現(xiàn)象在分輸站等管輸末端表現(xiàn)尤為嚴重，影響了貿(mào)易交接的準確性[2]。當流量計正常工作零點小于檢定期間零點時，貿(mào)易交接虧損。

產(chǎn)生零點的原因有很多種，主要是由于安裝和運行時產(chǎn)生的應力以及機械振動導致的傳感器準確度下降，其次是質(zhì)量流量計所處的工藝條件不滿足要求等。

3.1 質(zhì)量流量計零點產(chǎn)生的原因

1）流量傳感器安裝。由于測量管形狀及結(jié)構(gòu)設計的差異，同一口徑相近流量范圍不同型號傳感器的重量和尺寸差別很大，因此必須按照廠家規(guī)定的安裝方法，確定是否設置支撐架或基礎，是否以柔性管連接等。

2）截止閥和控制閥的安裝。為保證流量計調(diào)零時流體靜止，流量計前后均需要安裝截斷閥，并檢測閥門內(nèi)漏。

3）脈動和振動。工藝管道本身產(chǎn)生的振動頻率避免和流量計的頻率相近，防止發(fā)生共振。設置脈動、振動衰減器或柔性連接管，特殊流量傳感器的夾裝固定設備可以減少共振影響[3]。

4）防止流量計間相互影響。相同型號的兩臺或多臺流量計串聯(lián)或并聯(lián)安裝時，流量計間容易產(chǎn)生相互影響導致振動，所以要避免安裝在一個支撐架上，并且保證足夠的傳感器間距，最好在傳感器上加裝防振措施。

5）管道應力和扭曲。流量計法蘭與管道法蘭連接旋緊螺栓時要均勻，勿使流量計產(chǎn)生應力。在使用過程中，由于工藝流程壓力和溫度變化，流量計會受到管線軸向力或扭曲力，影響測量性能，要做好必要的固定支架。

6）減少停輸期間管線泄壓。分輸站停輸時流量計所在封閉管段因陽光長時間照射，或冬季電伴熱加熱導致管內(nèi)壓力上升，達到工藝壓力要求上限時，需要進行人為泄壓，進而導致管內(nèi)液體氣化，影響流量計計量和零點穩(wěn)定性。為減少人為泄壓情況出現(xiàn)，應在流量計上方設置遮陽棚，防止流量計暴曬，相應管段管線電伴熱宜采用可溫控電伴熱。

3.2 減小零點對貿(mào)易交接影響的措施

3.2.1 避免低流量運行

當流量計運行在低流量下時，零點所帶來的測量誤差較大。以哈密分輸站流量計為例：流量范圍31.2～375 t/h，設其零點為0.1 t/h，運行在流量下限時，零點帶來的誤差為3.2‰，遠超過貿(mào)易交接計量要求誤差在2‰以內(nèi)，此時零點不確定度是誤差的主要來源。因此，在流量計檢定時，將零點調(diào)整到一個較小的值，并且避免流量計在低流量下運行，可以減小零點帶來的誤差。

3.2.2 合理設置小流量切除

成品油分輸站處于間歇式輸送，并且停輸時間較長，所以停輸時流量計由于零點長時間作用導致累計流量數(shù)值有一定的變化，造成計量的不準確。

質(zhì)量流量計有小流量切除功能，根據(jù)現(xiàn)場實際輸量情況設置流量值X，建議為流量計檢定最小流量的10%，即在流量計傳感器檢測到流量小于設置的流量值X時進行切除，流量計不顯示瞬時流量也不計入累計流量。這一功能可以很好地避免停輸期間由零點帶來的不準確計量。

3.2.3 保證流量計足夠背壓

根據(jù)SY/T 6682—2007《用科里奧利流量計測量液態(tài)烴流量》的規(guī)定，流量計出口處需保持足夠的背壓，計算方法如下：

式中：Pb為最小背壓，MPa；ΔP為最大工作流量下流量計的壓降，MPa；Pe為液體在工作溫度下的平衡蒸汽壓，MPa。

根據(jù)GB 17930—2016《車用汽油》的規(guī)定，汽油蒸氣壓的質(zhì)量指標在不同情況下的最大值為0.085 MPa[4]。根據(jù)運行經(jīng)驗，以哈密成品油分輸站為例，流量計在最大工作流量下的壓降為0.03 MPa，由此得出最小背壓為Pb=2×0.03+1.25×0.085=0.17 MPa。

由于油品經(jīng)流量計后直接進入儲罐，儲罐液位低時，背壓很小，難以達到要求。所以需要在流量計后安裝調(diào)節(jié)閥，以增加流量計背壓，達到最小背壓要求。防止油品出現(xiàn)氣化造成氣蝕現(xiàn)象并影響流量計計量和零點穩(wěn)定性。

3.2.4 流量計調(diào)零

當流量計零點超過流量計最小檢定流量的1‰時，應進行調(diào)零。調(diào)零必須在安裝現(xiàn)場進行，用被測介質(zhì)打循環(huán)約5 min,保證滿管并排盡氣體，充滿待測流體后再關閉流量計下游閥門和上游閥門。在接近工作溫度的條件下使用375手操器或者pro-Link軟件連續(xù)調(diào)零3次，比較3次零點偏置值，如果連續(xù)最后2次偏置值很接近，數(shù)值相差5%以內(nèi)，說明已捕捉到一個好的零點[5]。如果安裝方面變動或溫度大幅度變化時，需要重新調(diào)整。

4 結(jié)論

成品油的貿(mào)易交接關系著公司和用戶的切身經(jīng)濟利益，追求公平公正是貿(mào)易交接的原則。

1）從體積管檢定、流量計檢定和質(zhì)量流量計零點3方面探討了影響成品油分輸站貿(mào)易交接的因素，并分別提出了如何保證貿(mào)易交接不虧的具體措施。

2）在分輸站日常的管理中，需要嚴格按照相關標準進行體積管檢定和流量計檢定工作，建議每季度進行流量計自檢，同時關注流量計零點，發(fā)現(xiàn)零點偏高時及時調(diào)整并再次檢定，做到貿(mào)易交接不虧，維護相關方的經(jīng)濟利益。