提高交接計(jì)量精度 降低管輸原油損耗

高松

中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司 新鄉(xiāng)輸油處 （河南 新鄉(xiāng) 453003）

提高交接計(jì)量精度 降低管輸原油損耗

高松

中國(guó)石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司 新鄉(xiāng)輸油處 （河南 新鄉(xiāng) 453003）

介紹了管道輸油單位工藝流程和油量計(jì)算，通過(guò)收、銷(xiāo)油參數(shù)的對(duì)比，分析了標(biāo)準(zhǔn)器具、環(huán)境、人員等引起管輸原油差量的原因，提出了如何通過(guò)采取流量計(jì)系數(shù)交接、同時(shí)加強(qiáng)對(duì)收、銷(xiāo)油在體積、密度、含水等參數(shù)的監(jiān)督，來(lái)提高原油交接計(jì)量精度，降低管輸原油損耗。

計(jì)量 誤差 管輸原油

管輸原油工藝流程和原油油量的計(jì)算

近幾年隨著管輸原油品種的增加，管輸油量加大以及混輸原油的出現(xiàn)，收、銷(xiāo)油的含水、密度分析都由原來(lái)的單一油種的分析變成了混合油的化驗(yàn)分析。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)收油口管輸原油交接計(jì)量及含水密度化驗(yàn)分析的監(jiān)督；對(duì)銷(xiāo)油口加強(qiáng)管理，提高原油交接計(jì)量精度，降低了管輸原油損耗，為企業(yè)挽回了效益的流失。

通常管輸原油計(jì)量交接的工藝流程如圖1。

依據(jù)流量大小，確定流量計(jì)的投用臺(tái)數(shù)。在正常情況下，上游原油經(jīng)閥1-1→消氣器→過(guò)濾器→流量計(jì)→閥2-1→閥6去下游。流量計(jì)檢定時(shí)，關(guān)閉閥2-1，原油經(jīng)閥3-1→閥5→體積管→閥7去下游。收、銷(xiāo)油計(jì)量?jī)x表與標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度為：流量計(jì)精度0.2級(jí)，每半年檢定一次；石油密度測(cè)定極限誤差不大于±1kg/m3;原油含水測(cè)定極限誤差不大于±0.1%；標(biāo)準(zhǔn)體積管的復(fù)現(xiàn)性?xún)?yōu)于±0.02%。依據(jù)誤差理論，可以得出整個(gè)系統(tǒng)的不確定度為±0.35%。

按照上、下游雙方所簽定的計(jì)量交接協(xié)議，每2h共同抄一次表頭讀數(shù)、管線(xiàn)溫度和壓力。使用自動(dòng)采樣器取樣，每4h做一次密度分析，每8h做一次含水分析。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所做的各種參數(shù)，8h做一次油量結(jié)算。原油量的計(jì)算依據(jù)GB 9109.5-88《原油動(dòng)態(tài)計(jì)量油量計(jì)算》，每班所結(jié)算的原油量m：

圖1 管輸原油計(jì)量交接工藝流程圖

式中 V—每8h流量計(jì)表頭累計(jì)值讀差，m3;

ρ20—每8h兩次標(biāo)準(zhǔn)密度平均值，kg/m3；

Cpi—原油壓力修正系數(shù)；

VCF—原油體積修正系數(shù)；

w─原油含水率，%。

誤差產(chǎn)生的原因

1 標(biāo)準(zhǔn)器具誤差

用于流量計(jì)在線(xiàn)檢定的體積管在標(biāo)定時(shí)不可避免地產(chǎn)生誤差；用于標(biāo)定密度計(jì)、含水分析儀、溫度計(jì)、壓力表的標(biāo)準(zhǔn)器具本身存在的誤差。

2 環(huán)境誤差

由于各種環(huán)境因素與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不一致而引起的測(cè)量裝置和被測(cè)量本身的變化所造成的誤差，如平時(shí)原油的溫度、黏度與檢定時(shí)不一致而引起流量計(jì)基本誤差的變化等。

（1）原油黏度對(duì)流量計(jì)基本誤差的影響

計(jì)量腔漏失量與計(jì)量室的液體黏度成反比關(guān)系，即流經(jīng)流量計(jì)的液體黏度愈大，漏失量愈小，引起流量計(jì)基本誤差向正方向增大；黏度愈小，漏失量愈大，引起流量計(jì)基本誤差向負(fù)方向增大。

（2）原油溫度對(duì)流量計(jì)基本誤差的影響

液體在流經(jīng)流量計(jì)計(jì)量腔時(shí)，為使液體推動(dòng)轉(zhuǎn)子靈活自如地轉(zhuǎn)動(dòng)，流量計(jì)轉(zhuǎn)子與殼體間有一定的間隙，而且因流量計(jì)材質(zhì)不同受不同溫度條件影響發(fā)生變化，因此產(chǎn)生一定的漏失量。

即當(dāng)輸油溫度較檢定溫度降低時(shí)，引起流量計(jì)基本誤差向正方向增大，同時(shí)，原油黏度與溫度成反比關(guān)系，溫度降低，原油黏度增大，流量計(jì)漏失量也下降，引起基本誤差向正方向增大。

3 人員誤差

按照誤差的特點(diǎn)與性質(zhì)，誤差可分為隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差。隨機(jī)誤差一般具有對(duì)稱(chēng)性、單峰性、有界性、抵償性的特征，在原油交接計(jì)量中，隨機(jī)誤差由于自身的特征，正負(fù)誤差可以相互抵消，對(duì)于有限次測(cè)量，隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值是一個(gè)有限小的量，當(dāng)測(cè)量次數(shù)無(wú)限增大時(shí)，它趨向于零。粗大誤差只要監(jiān)督人員能認(rèn)真復(fù)核每一個(gè)分析數(shù)據(jù)，就可以消除該項(xiàng)誤差對(duì)計(jì)量精度的影響。由于人員讀數(shù)所產(chǎn)生的誤差應(yīng)當(dāng)算做系統(tǒng)誤差，它的特征是在同一條件下，多次測(cè)量同一量值時(shí)，誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持不變。在多次重復(fù)測(cè)量同一量值時(shí)，該誤差不具有抵償性，且是固定的。在管輸原油計(jì)量中，被測(cè)量的參數(shù)有體積、密度、含水、壓力、溫度5項(xiàng)，若其系統(tǒng)誤差分別為：Δ1、Δ2、Δ3、Δ4、Δ5，誤差傳遞系數(shù)為1，則總的系統(tǒng)誤差按代數(shù)和法進(jìn)行合成為：

依據(jù)國(guó)家和中國(guó)石化股份有限公司以及分公司的有關(guān)規(guī)程和規(guī)定，管輸原油的損耗量為：期初庫(kù)存量+收油量-期末庫(kù)存量-已銷(xiāo)油量-管燒油量。

損耗率為：損耗量/輸油量×100%。

管輸單位監(jiān)督的重點(diǎn)

1 體積方面

用于計(jì)量原油體積量的流量計(jì)一般為腰輪流量計(jì)和刮板流量計(jì)，同屬于容積式流量計(jì)。其工作原理是：當(dāng)被測(cè)液體進(jìn)入流量計(jì)后，在流量計(jì)進(jìn)、出口壓力差的作用下，推動(dòng)轉(zhuǎn)子和刮板或腰輪轉(zhuǎn)動(dòng)，排出固定體積的液體。因此，只要對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行累計(jì)計(jì)數(shù)，即能求得流經(jīng)流量計(jì)的體積量。從近幾年的監(jiān)督情況看，雖然流量計(jì)在檢定時(shí)合格，但由于實(shí)際操作中多方面的因素以及流量計(jì)基本誤差受黏度、溫度、壓力的影響，體積差仍是造成損耗的主要原因，減小體積差應(yīng)做好以下幾項(xiàng)工作：

（1）全面監(jiān)護(hù)收油的交接過(guò)程

對(duì)于收油站。由于交接流量計(jì)一般都在上游，收油站應(yīng)利用對(duì)比流量計(jì)監(jiān)督油田的來(lái)油量，發(fā)現(xiàn)雙方計(jì)量的油量相差較大時(shí)，及時(shí)通知上游檢查流量計(jì)，啟用備用流量計(jì)運(yùn)行。故障流量計(jì)要經(jīng)過(guò)檢修重新檢定合格后方可使用。

定期檢查體積管的內(nèi)壁，查看內(nèi)涂層脫落是否嚴(yán)重，避免因體積管內(nèi)壁結(jié)蠟而造成用體積管檢定流量計(jì)時(shí)失準(zhǔn)。流量計(jì)檢定時(shí)，要求油田必須做到檢定時(shí)原油的溫度、密度應(yīng)盡量接近平時(shí)的輸油溫度和密度，溫度差應(yīng)控制在±5℃以?xún)?nèi)，密度不能低于平時(shí)輸油時(shí)的平均密度。否則要求油田重新檢定。

收油站在原油停輸時(shí)應(yīng)關(guān)閉流量計(jì)出口閥，防止原油倒流，造成重復(fù)計(jì)量。首站計(jì)量監(jiān)督人員應(yīng)注意檢查油田流程，防止通過(guò)卸壓而造成原油倒流。

（2）銷(xiāo)油采用流量計(jì)系數(shù)交接

流量計(jì)在不同流量點(diǎn)其修正系數(shù)不一樣，某銷(xiāo)油站4臺(tái)流量計(jì)各流量點(diǎn)的系數(shù)如表1，從表1中可以看出，低流量點(diǎn)對(duì)收油方不利、高流量點(diǎn)對(duì)交油方不利。在實(shí)際操作中應(yīng)通過(guò)協(xié)商使流量計(jì)盡可能運(yùn)行在中流量。

由于流量計(jì)本身誤差曲線(xiàn)隨著運(yùn)行時(shí)間不斷下滑的特性，每次流量計(jì)檢定都將流量計(jì)的誤差調(diào)整為相對(duì)正向誤差。為了使原油交接計(jì)量科學(xué)、準(zhǔn)確、公平、公正，消除流量計(jì)系數(shù)對(duì)體積計(jì)量的影響，提高原油交接計(jì)量的準(zhǔn)確度，維護(hù)輸油單位的合法利益，與下游單位協(xié)商實(shí)行流量計(jì)系數(shù)交接。流量計(jì)系數(shù)管理辦法即：流量計(jì)在某一流量下，其指示值與標(biāo)準(zhǔn)值之間存在偏差，對(duì)此偏差進(jìn)行修正，以實(shí)現(xiàn)零誤差交接計(jì)量的方法。

表1 某站流量計(jì)系數(shù)表

2 密度操作方面

密度分析采用GB/T 1884-2000《原油和液體石油產(chǎn)品密度實(shí)驗(yàn)室測(cè)定法》（密度計(jì)法），管輸原油的密度相對(duì)比較穩(wěn)定，當(dāng)發(fā)生雙方密度差異較大時(shí)，要盡快查找原因，避免連續(xù)發(fā)生。為此在密度分析方面要做好以下幾項(xiàng)工作：

（1）加強(qiáng)原油采樣監(jiān)督，防止對(duì)方在樣品中混入不具代表性的液體。

（2）在做樣前，嚴(yán)禁搖樣。搖樣時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣泡，當(dāng)密度計(jì)放入原油時(shí)，氣泡會(huì)吸附在密度計(jì)的表面，使密度計(jì)所受到的浮力增大，造成密度示值偏大。由于中原油田原油屬于含蠟原油，凝點(diǎn)一般在21～25℃，做樣時(shí)的溫度應(yīng)高于凝點(diǎn)12℃，而現(xiàn)場(chǎng)做樣時(shí)的溫度采用33℃，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，此溫度下氣泡不易從原油中溢出，這就要求應(yīng)嚴(yán)格避免搖樣。另外，在把試樣轉(zhuǎn)移到密度計(jì)量筒時(shí)，也應(yīng)避免試樣飛濺和生成氣泡，如果原油的表面有氣泡，要用一片清潔的濾紙把氣泡去除。

（3）在試驗(yàn)期間應(yīng)避免空氣流動(dòng)；密度計(jì)要垂直于油面,如傾斜會(huì)阻礙密度計(jì)的下沉,使密度示值偏大;密度計(jì)應(yīng)自由地漂浮在原油中,并有足夠下沉?xí)r間,觀察液面不再有新的彎月面形成時(shí),才可以讀數(shù)。

（4）監(jiān)督人員應(yīng)認(rèn)真核對(duì)試驗(yàn)溫度、視密度、密度計(jì)的修正值、標(biāo)準(zhǔn)密度值后方可在化驗(yàn)單上簽字。

（5）嚴(yán)格監(jiān)護(hù)，規(guī)范雙方的化驗(yàn)操作。

3 含水分析方面

當(dāng)發(fā)現(xiàn)管輸原油含水較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)和上游聯(lián)系，查明含水大的原因，避免長(zhǎng)時(shí)間管輸原油含水過(guò)大。在做原油含水分析時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

（1）在量取試樣前，應(yīng)劇烈振蕩試樣，把粘附在容器底部和壁上的水都搖下來(lái)，使水和原油混合均勻，否則，所分析出的原油含水率會(huì)低于實(shí)際含水率。

（2）應(yīng)有足夠的蒸餾時(shí)間，在含水較大時(shí)，不應(yīng)少于1h，否則，原油中的含水不能完全被蒸餾出來(lái)，造成原油含水分析偏小。

（3）注意檢查通入冷凝器的循環(huán)水是否打開(kāi)。

（4）注意控制樣品的沸騰速度，餾出物應(yīng)以每秒2～5滴的速度滴進(jìn)接收器，監(jiān)督人員發(fā)現(xiàn)速度慢時(shí)，應(yīng)及時(shí)協(xié)調(diào)處理。

（5）接受器和它的內(nèi)含物應(yīng)冷卻到室溫，用帶有膠皮圈的鐵絲把粘附在接受器壁上的水刮入水層里，然后才能讀數(shù)。

4 原油管線(xiàn)溫度方面

原油管線(xiàn)溫度直接影響VCF值的計(jì)算，例如原油實(shí)際溫度30℃，而現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)記成29℃，標(biāo)準(zhǔn)密度為0.8660,通過(guò)查表可得：30℃時(shí) VCF=0.9918，29℃VCF=0.9926。

在計(jì)算原油量時(shí)采用29℃時(shí)的VCF值，會(huì)造成所算出的油量偏大約0.1%，所以應(yīng)確保原油管線(xiàn)溫度準(zhǔn)確。溫度計(jì)插孔內(nèi)應(yīng)注入潤(rùn)滑油且不能有雜物，這樣可以保證溫度計(jì)示值盡可能接近原油的實(shí)際溫度；在記錄溫度時(shí)，各支溫度計(jì)的示值差不應(yīng)超過(guò)0.2℃，否則，應(yīng)及時(shí)查找原因；同時(shí)應(yīng)注意停輸時(shí)管線(xiàn)溫度會(huì)明顯下降，停輸期間所記錄的溫度在計(jì)算油量時(shí)不能參加計(jì)算。

取得的效果

通過(guò)加強(qiáng)計(jì)量監(jiān)督，建立監(jiān)督人員對(duì)比考核制度，每月按每人所監(jiān)督的班次建立密度、含水、體積量對(duì)照表，對(duì)監(jiān)督好的人員予以獎(jiǎng)勵(lì)。收油站建立留樣制度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)雙方化驗(yàn)數(shù)據(jù)相差懸殊時(shí)，再次對(duì)備用油樣進(jìn)行化驗(yàn)分析，從而找到問(wèn)題的根源，確保各種測(cè)量參數(shù)準(zhǔn)確，提高了管輸原油交接計(jì)量的準(zhǔn)確度，該輸油單位連續(xù)3年完成管道儲(chǔ)運(yùn)分公司管輸原油輸差損耗的指標(biāo)，管輸原油損耗率逐年下降，2006年損耗率由2005年的2.51‰下降到2.33‰，直到2008年，輸差損耗率保持在2.25‰以下，對(duì)實(shí)現(xiàn)增輸降耗具有重要意義。

An introduction is given to the process flow and oil amount calculation of pipeline oil transportation units.By the contrast of oil acceptance and marketing parameters,reasons about the crude oil shortage caused by the standard equipment,environment and staffs are analyzed.At last,some suggestions are put forward about how to improve the precision of crude oil transferring measurement and reduce the wastage of crude oil in pipeline by applying the coefficient transferring of flow meters and by enhancing the supervision for the parameters of volume,density and water-cut in accepting and marketing petroleum.

measurement;error;pipeline oil transportation

2010-05-21