原油动态计量技术属原油计量中的一种常用方式,它较静态计量有许多优势,能够更准确地计量原油质量,因此这种计量方式在新疆油田公司陆续推广。油气储运公司在实际运行摸索中发现流量计系数是动态计量的重要参数,温度是影响流量计系数的主要因素; 异物进入流量计后可能会损伤流量计,增大漏失量,严重的会导致流量计报废,因此做好流量计系数的监控和流量计的精细维护对提高油品计量准确性显得尤为重要。
原油动态计量是目前新疆油田陆续推广的一种新的计量方式,无论从设备的技术要求方面,员工的劳动强度方面,还是计量数据的准确性方面,动态计量都有着静态计量方式不可比拟的优势。油气储运公司作为新疆油田公司第一家原油动态交接单位,担负着新疆油田公司每年 300 多万 t 的原油计量销售任务。原油动态计量系统自 2004 年 9 月正式投用以来,石化站在摸索中积累了许多原油动态计量方面管理和维护的经验。
1.公司原油动态计量系统的特点
根据现场工艺特点以及动态计量相关标准对流量计数量的配置要求,油气储运公司石化站配备了 4 台刮板流量计。该流量计是一种容积式流量计,内部结构使用碳化钨材料,采用偏心凸轮带动滚轴刮板随同心转子共同转动,流量计分内外两腔,刮板转动灵活,流体经过流量计的摩阻小,漏失量少,压力损失小。
此外该系统还配有一套标定流量计用的体积管和标定体积管用的一组标定罐以及控制标定的附属设施。它不仅可以用于自标定,也可以用来标定公司内部其他单位的流量计。
2.动态计量准确性的影响因素分析
石化站原油动态交接采用系数交接法,定期对流量计检定,以检定的最新流量计系数作为交接系数。按双方交接协议规定,每月标定流量计一次。这种检定由交油方指定具有检定资质的内部人员在接油方的监督下操作,由双方对检定数据进行认可,并用于原油质量的修正。这种检定只能验证流量计的性能和获得参数,不能调整参数。标准规定,用于外贸油品交接的流量计的精度是 0. 002,流量计系数合格有效的范围是:0. 998 ~ 1. 002,流量计系数复现性合格的有效值不大于 0. 069。
动态计量流量公式为
mn = Vt × MF × VCF20 × Cplm × CW ×( ρ20 - 0. 001 1)
式中: mn 为原油在空气中的净质量,t; Vt 为流量计工作状态下累积的体积量,m3 ,为流量计表头结束读数值减去开始读数值; MF 为流量计系数; Cplm 为原油体积压力修正系数; VCF20 为原油体积温度修正系数; Cw 为质量含水系数; ρ20 为原油的标准密度,kg / m3 ,可根据测得的视密度 ρ't ; 查 GB 1885 表 《石油视密度换算表》得到 0. 001 1 为空气浮力修正值。
动态计量质量的公式表明,油量计算与油品的密度、温度、压力和流量计有关。而流量计系数与流量计的稳定性有关,是影响油品计量准确性的主要因素 。
下面以 3 号流量计标定的系数 ( 见表 1) 进行分析,寻找流量计系数的影响因素,从而以此为依据做好流量计的运行管理工作。
从表 1 中我们可以发现: 中排量和小排量的系数值的变化总体是向上的趋势,即走向正误差的趋势,该趋势表明设备运行时间越长,损耗越大,设备内部转子和壳体内腔的间隙越大,漏失量也会变大,检定系数相应地也会变大,以补偿漏失量变化带来的损失。
小流量较大流量漏失量变大,检定系数也相应地变大; 随着油品密度 ( 粘度) 的增大,漏失量变小,检定系数也相应地变小。
从温度方面分析,流量计系数受温度的影响非常大,1 ℃ 的温差可使流量计系数产生 0. 1‰的变化,相当于流量计系数误差范围 2‰的 5% 。
3.动态计量过程中减少误差的解决措施
针对流量计的上述特点,在日常运行和维护中应采取以下措施消除或减少各种因素造成的误差。
( 1) 流量计应按规定的流量范围、工作压力和工作温度使用,不能超出使用范围,以保证测量精度和使用寿命。每次启用时,应对流量计前后端阀门缓开缓关,先开流量计进口阀门,观察压力平稳后,对流量计进行排气操作,确认流量计内无气泡,再开流量计出口阀门。应避免突然增降排量,严禁憋压和大排量冲击,以免损坏传动机构和造成误差。停用时应先关闭流量计出口阀门,当流量计下游高程大于上游时应在流量计出口管线上安装单流阀,以防止流量计倒转。
( 2) 在日常运行中,需精心做好流量计各部件的润滑保养和维护工作,每班检查钟表油量,缺油时应加注钟表油,每月加注丙三醇一次,避免传动机构卡阻、磨损。
( 3) 流量计的运行温度应不高于流量计的标定温度,且接近流量计的标定温度。
( 4) 日常巡检注意观察差压的变化,避免超压。因差压数据直接反映过滤器的好坏,一旦过滤器滤网损坏,较大的杂质颗粒就有可能进入流量计,从而对流量计本体造成不必要的磨损,严重时则会直接影响流量计的基本误差,直至造成流量计本体损坏而报废,当过滤器滤网损坏时应及时更换或维修。
( 5 ) 油气储运公司石化站作为长输管线末站,每次清管器快进站时,都有很多蜡质泥沙,对流量计造成很大的损坏,因此根据实际运行情况密切观察流量计差压和流量变化情况,差压曲线图增高时及时把来油改进储油罐,以防止过滤器堵塞或破损。当清管器进站后应及时切除收球工艺流程,并根据原油从进站到储罐流动时间来切换到正常的原油计量流程,即将原油改出罐进流量计,以此保证清管的杂质不进入过滤器。
4.动态计量系统在其他方面的应用
长输管线运行经常涉及油品切换,而不同油品的运行参数也不同,动态计量系统投用前每次切换都是根据管输量计算,时有误差。系统投用后岗位人员根据计算的切换时间及流量计运行的压力、温度变化,经过原油密度测量,可将误差缩小到最小,保证油品切换及时准确,减少了油品切换过程中的无形损耗。
动态计量系统的投运,实现了工艺管网运行参数的随时监控。利用动态流量计的工控监测系统,参照流量、压力的变化,根据瞬时流量曲线图判断管线运行情况,可实现对管线盗油迹象的监控。管线中瞬时流量变化异常情况如图 1 所示,石化站就是依据这种异常变化先后协助公安机关发现并破获了 5 起打孔盗油案件。
5.结束语
动态计量系统在石化站的使用已近 10 年时间,有以下运行管理经验与大家分享。当流量计运行工况温度低于其标定温度时,对运行方有利; 流量计最佳运行排量为额定排量的 30 % ~ 70 % ; 密切监测过滤器差压,当差压大于 120 kPa 时应清过滤器,并定期检查过滤器滤网; 日常运行中可根据瞬时流量历史曲线变化情况,及时发现处理管线盗油、泄漏等异常事件。