在成品油计量站场设备维修等过程中,会出现质量流量计下限运行工况,本文对其小流量运行时的计量结果 进行分析,并与人工储罐检尺计量结果进行对比。
0.引言
管输成品油所用质量流量计称作科里奥利质量流量 计,其结构主体是两根振动方向相反的u形管。当流体经 过振动管时对管子产生与其流动方向垂直的反作用力,导 致U形管的振动出现相位差,相位差与流体质量流量的大 小成正比,通过电路检测出相位差,经计算机运算即可直 接得出流体的质量。对比通过储罐取样、检尺的手工计算 流体质量的方式,该质量流量计具有准确度高、重复性 好、自动化程度高等优势。其主要缺点是流体中气体[1]含 量会影响测量准确度、流量过低[]时容易产生零点漂移。
1.小流量运行工况
西部管道某成品油分输站分输支线长2. 34 km,管径
<5219. 1X5. 6 mm,计算所得管容为79. 5 m3。所用成品油 质量流量计型号为CMF-400M,运行量程为50〜200 t/ h,精度为0.2%。管线的高程变化情况如图1所示。
由于进站阀门执行机构存在渗漏,需要在分输支线管 线存油泄放至油库储罐后才能开展阀门更换作业。在管线 存油泄放过程中,由于担心管线高程差的起伏造成油品中 气体含量超标、泄放流量小超出50 t/h下限运行等,采用 油品进罐后取样、检尺的交接方式。
管线存油排放持续时间为7. 6 h,理论平均流量为 79. 5 m3/7. 6 h=10. 5m3/h,开始排放时密度计显示最大 流量为47. 5 m3/h,油品密度约为830826. 5 kg/m3,则流 量计全程在下限运行。在管线存油排放过程中,流量计未 出现驱动增益超限报警(由油品中气液两相超标引起),零 点过高报警[](小流量切除点设定为0. 5 m3/h,持续5 mm 后停止排放)等。
2.人工检尺误差计算
根据油品静态计量要求,上罐取样、检尺测得储罐液
位变化为10.7 mm,油品平均密度为826.5 kg/m3,排放 体积为68. 237 m3,经过修正计算所得管线存油排放总量
为 56. 402 t。
由于检尺过程中液位变化不大,误差的主要来源于检 尺高度的变化,量油尺的最小分度值为1mm,人眼能够 判别的最小液位变化为分度值的1/5,即0.2 mm,则检尺 的误差为:
E1=0. 2/10. 7X100% = 2% (1)
在检尺过程中,不确定度因素主要有以下三个方面。 (1)取样油品密度测量,密度计最小分度值为0. 5 kg/ m3,其不确定度为:Ua = 0. 05。
(2 )取样油品温度测量,温度计准最小分度值为0.2 °C,其不确定度为:Ub=0. 02。
(3)储罐液位测量,量油尺最小分度值为1mm,其不确定 度为:Uc = 0.1。
三个不确定度相互独立,则检尺总体标准不确定度
为:U=槡U^+U^+UC =0.1,取包含因子是=2,扩展不确 定度为:
U=k • U=0. 2 (2)
3.流量计小流量运行分析
在管线存油排放开始前,流量计示数为1306593. 218,排放结束后,流量计示数为1306650. 804,流量计显 示管线存油排放总量为57.586 t。
在排放开始后,管道内压力不断减少,油品中溶解的 气体M出现部分挥发,但只会在聚集在油尾经过的管线的 B、D处(图1)。进站管道为管线最低点,且由于进站弯头 的作用,流量计比弯头前管道高约2 m,流经流量计的油 品所含气体仍然较少,流量计很少出现气体报警。
当出现小流量报警时结束排放,小流量切除持续时间 为5min,产生零点漂移的量为0. 5 X 5/60 = 0. 04 m3,占 流量计显示排油总量的比例为:0. 04/68. 276 = 0. 05%。 小流量切除时最大误差为:
g1=0. 04X0. 83 = 0. 03 t (3)
下限运行时误差等级[5]为流量计准确度等级的2倍, 下限运行时的最大误差为:
e2 = 57. 586 X0. 4% = 0. 23 t ⑷
则排油质量流量计总体误差为:
E2 = (0. 03 + 0. 23)/57. 586 = 0. 45% (5)
比较式(1)与式(5)误差可知,质量流量计下限运行 时,误差仍然优于人工上罐取样、检尺方式。
4.结语
管输成品油质量流量计下限运行时计量误差仍然优于 人工检尺、取样的静态计量方式,因此,推荐采用质量流 量计来进行计量和交接。