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，途經天山、戈壁灘、祁連山區、黃土高原等地區，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。站內采用科里奧利質量流量計進行貿易交接計量，計量后進入地方油庫儲罐。為了保證分輸站貿易交接不虧，分別從體積管檢定、流量計檢定和質量流量計零點3方面詳細分析了影響貿易交接的因素。

1 體積管檢定

體積管檢定結果直接用于流量計的檢定，正比于貿易結算的數據，所以體積管的檢定結果從根本上決定了貿易交接的盈虧。

1.1 漏失量

體積管檢定時檢定球的漏失量影響檢定數據，漏失量與體積管的檢定結果成正比，但流量計檢定時漏失量與檢定數據成反比。為保證貿易交接公平，漏失量應盡量減小并保持穩定。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定。

1.2 體積管排氣

如果體積管內殘留有氣體，則氣體可能被檢定球推進標準金屬罐，則金屬罐的示數減小，體積管的最終檢定結果即標準體積減小，導致貿易交接虧損，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的殘留水量恒定。開始檢定前先讓金屬罐內充滿水，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放水時間延長，則罐內殘留水減少、金屬罐的示數減小，體積管的最終檢定結果即標準體積減小，由此導致貿易交接虧損。

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，示數減小則貿易交接虧損。

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，如果體積管內殘留有氣體，則可壓縮的氣體將會影響測量數據的重復性，極大增加了其不確定度。

2.2 介質的流量、溫度和壓力穩定

JJG 897—1995《質量流量計檢定規程》規定體積管檢定質量流量計時，在完成一個點的檢定過程中，介質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]。介質流量、溫度和壓力的變化會影響體積管內檢定球的漏失量，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，則檢定系數減小，導致貿易交接虧損。

3 質量流量計零點

質量流量計可以直接測量流體的質量，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值。往往零點漂移現象在分輸站等管輸末端表現尤為嚴重，影響了貿易交接的準確性[2]。當流量計正常工作零點小于檢定期間零點時，貿易交接虧損。

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

3.1 質量流量計零點產生的原因

1）流量傳感器安裝。由于測量管形狀及結構設計的差異，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，并檢測閥門內漏。

3）脈動和振動。工藝管道本身產生的振動頻率避免和流量計的頻率相近，防止發生共振。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或并聯安裝時，流量計間容易產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，進而導致管內液體氣化，影響流量計計量和零點穩定性。為減少人為泄壓情況出現，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‰，遠超過貿易交接計量要求誤差在2‰以內，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值有一定的變化，造成計量的不準確。

質量流量計有小流量切除功能，根據現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SY/T 6682—2007《用科里奧利流量計測量液態烴流量》的規定，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GB 17930—2016《車用汽油》的規定，汽油蒸氣壓的質量指標在不同情況下的最大值為0.085 MPa[4]。根據運行經驗，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節閥，以增加流量計背壓，達到最小背壓要求。防止油品出現氣化造成氣蝕現象并影響流量計計量和零點穩定性。

3.2.4 流量計調零

當流量計零點超過流量計最小檢定流量的1‰時，應進行調零。調零必須在安裝現場進行，用被測介質打循環約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軟件連續調零3次，比較3次零點偏置值，如果連續最后2次偏置值很接近，數值相差5%以內，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，需要重新調整。

4 結論

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

1）從體積管檢定、流量計檢定和質量流量計零點3方面探討了影響成品油分輸站貿易交接的因素，并分別提出了如何保證貿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，發現零點偏高時及時調整并再次檢定，做到貿易交接不虧，維護相關方的經濟利益。