拓宽原油动态计量交接的误差分析与对策
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摘 要：为了更好的提高原油计量的准确度，就要注意计量过程中存在的各种误差因素。分析原油动态交接计量中各种误差的来源，主要对原油的粘度、压力损失、温度、流量计检定以及人为误操作等因素对误差进行分析，论证如何采取具体措施消除或减小各种误差，使原油计量的精度得到有效地提高。
关键词：误差 漏失量 粘度 温度 流量计
中图分类号：TE863.1 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）008-051-02
1 引言
垂杨计量站是管道公司东北地区第二大原油外销点，目前年销油量约为800万吨。站内主要设备有DN200的刮板流量计6台，其中有4台美国Smith流量计，型号是LH8-S3。两台国产流量计，型号是LBJ-531M/B。
随着市场经济的不断发展，计量工作已成为管道输油企业现代化管理的重要基础之一。由于计量误差的损失，增加了原油的输送成本。因此，如何降低计量中的误差，有效地控制输差损耗，已成为交接计量工作的关键部分。
2 影响管输原油交接计量的误差因素
从原油贸易交接计量过程中可以看出，影响原油动态计量交接误差的主要因素有：
（1）原油的粘度对计量误差的影响。
（2）压力损失对计量误差的影响。
（3）温度对计量误差的影响。
（4）流量计本身对计量误差的影响。
（5）体积管检定流量计过程中对计量误差的影响。
（6）人为误操作对计量误差的影响。
3 影响原油交接计量误差原因分析与措施
3.1 分析原油的粘度对计量误差的影响
原油液体层间发生相对运动时，在液体内部两个液体层的接触面上存在粘性阻力或内摩擦力，以阻止相对运动液体的这种性质，称为粘度。粘度是阻止液体流动的一种性质。对于容积式流量计，由于粘度的变化会引起漏失量的改变。漏失量的公式如下：
从漏失量的公式中可以看出，漏失量与粘度成反比关系，当高粘度液体流动时，漏失量较小，其产生的误差也较小，而对低粘度的液体、漏失量特别严重，其产生的误差也相对较大。
在相同的温度条件下，不同的油品粘度不同，检定出的系数也不同。如：大庆原油的粘度高，俄罗斯的原油粘度低，根据公式就可以得出俄罗斯原油的漏失量要比大庆原油的漏失量大。如果用大庆原油的检定系数来算俄油的质量，对交油的一方不利。
处理措施：
对于计量大庆高含蜡原油时要注意结蜡对计量精度的影响。注意观察输送原油温度是否偏低，以尽量减小含蜡带来的误差。
两种不同的油品（尤其是粘度相差较大）不能使用同一个检定系数，不同的油品使用不同的检定系数。
3.2 分析压力损失对计量误差的影响
压力损失是指流体流经流量计时，所引起的不可恢复的压力降，对于刮板流量计来讲，流量计内部转子的转动是靠着液体的压力作用进行的，当转子转动时，要完全排除机械阻力是不可能的，为使转子作恒定运动，必须有一定的克服机械阻力的压力差。当流体流经流量计时，还会产生由液体粘性阻力引起的压力损失。
（1）压力损失与流量有关。
在液体的粘度较低时，流量计的压力损失与流量的平方成正比。流量增大，压力损失也相应增大。尤其在大排量下，压力损失增大更明显。
（2）压力损失与液体的粘度有关。
压力损失随液体的粘度的增高而增大，但当液体的粘度增高到一定程度后，压力损失增大反而不显著。
（3）压力损失与流量计口径有关。
流量计口径越小其压力损失越大。漏失量与流量计转子前后压差成正比。即压差大，也就是压力损失大，漏失量大。反之，压差小，漏失量也小。因此说压力损失直接影响到计量误差。对于刮板流量计来讲，压力损失大，其计量误差也相应增大，并使流量计误差向负的方向倾斜，对交油的一方不利。
运行压差的增高，漏流量会随之增加，流量计系数变大。
处理措施：
避免流量计在压力、压差过高的工况下运行，可采用多台流量计运行的方式，在保证流量不变的情况下，使用几台流量计同时并联运行。
3.3 分析温度对计量误差的影响
温度是对流量计计量过程中影响较大的一个因素，温度的变化将引起一系列参数的变化，如被计量液体的体积、粘度以及运动件之间的间隙等、对于含蜡的油品直接关系到计量设施的结蜡量，进而影响到计量误差曲线的改变。
（1）温度对粘度的影响。
温度对油品粘度有着十分重要的影响。一般温度升高，油品的粘度下降。油品的温度降低，其粘度上升，尤其对大庆原油，温度对其粘度的影响更加突出。当油品的温度升高时，粘度降低，对于流量计而言，压力损失减少，漏失量也相应降低。同时又因液体粘度与漏失量成反比关系，粘度的降低，又将引起漏失量的增大。
对于大庆原油，实践证明，在这种情况下，因粘度的降低，引起漏失量增大的因素占主导地位，其误差向负方向倾斜。
（2）温度对大庆原油结蜡量的影响。
大庆原油属于高含蜡原油，在35℃45℃时是结蜡高峰期，在温度高于45℃时是结蜡递减区。结蜡量不仅决定于油品的自身温度，而且与流量计外部环境温度有直接关系。经过多年的实践经验证明：当油温高于流量计壳壁温度时，随其温差增加，其壳壁结蜡加速，当壳壁温度高于被计量的原油温度时，几乎不结蜡。流量计的壳壁温度主要决定于室内温度。
处理措施：
计量间、体积管间温度不能过低，必要时需安装足够的采暖设施或对流量计、体积管采取保温措施。检定流量计时，油品的检定温度与运行时的温度尽量采取措施保持一致。在检定前对体积管至少要通油预热24小时以上，使体积管附属设备、各个阀门的温度均衡，尽量接近被测原油的温度，再进行检定。
3.4 分析流量计本身对计量误差的影响
（1）流量计本体质量的影响。
由于流量计在制造中存在缺陷会带来附加误差。如器差调整器的调整是否灵活可靠、传递齿轮转动是否正常等。如果流量计卡表、传动系统销钉脱落，传动齿轮移位，出现齿轮啮合不好，造成计数器丢数或少计数，直接产生较大的误差。
（2）流量计运行期间的影响。
一般情况下，新安装的流量计经过磨合期，使用一段时间后，运动部件磨损程度加大，使刮板与壳体间隙变宽，漏失量增大，其计量误差向负值方向增加，流量计系数增大。随着时间的变化，检定环境（温度、压力、粘度）也会有较大变化。为了客观反映流量计系数与时间的关系，要定期对流量计进行检定，并比较新检定的流量计系数与所用流量计系数的相关性，若它们之间不相关即采用新的系数。这就是目前垂杨站使用的方法。当新系数与先前使用的系数变化超过万分之五时就采用新系数。否则依然采用以前的系数，这就是万分之五趋势法。
处理措施：
对每台流量计及其附属设备的维护和保养要做精做细，做到每台流量计都有维护保养记录。维护保养要按照有关规定认真执行。设备的维护保养要落实到人头。
3.5 分析体积管检定流量计过程中的误差
（1）阀门关闭不严的影响。
检定流量计时，除被检流量计以外其他流量计标定阀渗漏或关闭不严，会造成流经流量计的流量与流经标准体积管标准容积段的流量不相等，原油通过其他的标定阀门窜入体积管内，使标定球在标准管段运行时间缩短，造成电子脉冲记数器记录的脉冲数少，导致正在检定流量计系数不准确，这样检定出的流量计系数相对变大。
如果流量计出口阀关不严，就会有一部分油直接从流量计的出口阀漏掉，而没有通过体积管，使标定球在标准管段内运行时间延长，计数器记录的脉冲数变大，导致流量计系数变小，直接造成交接量变少，对销油方不利。
（2）四通阀渗漏带来的影响。
如果体积管四通阀不严密，或者是四通阀的密封渗漏，都会造成漏失量增加。同样会导致流量计系数变小，给销油方带来损失。
例如：四通阀在设计上有缺陷，或者在选择排量点上有问题，会影响到四通阀的换向动作，使标定球提前触发第一个检测开关，会造成有一部分油没走体积管标准段而漏掉，也会使球在体积管内运行时间长，造成电子脉冲计数器记录的脉冲数多，直接导致流量计系数变小，对销油一方不利。
处理措施：
（1）在流量计检定前，正确选取检定点，并对所有流量计的出口阀以及检定阀门进行严格的检查，保持阀门良好的密封性，同时要定期对阀门进行巡检、维修保养。
（2）每周对运行的流量计进行一次在线检定。对比前几次的误差曲线当重复性超出规定范围时流量计系数必须更新。如果误差曲线漂移，则应缩短检定周期。
3.6 分析人为误操作对计量误差的影响
（1）计量人员读错数的影响。
在整个计量作业过程中，对于温度和压力参数的读取就显得相当重要。如在读取温度参数时，读数不准确会带来一定的误差，因为温度对油品体积量影响较大，一般为每增加l℃，油品的体积量增加0.08%。所以如果在读取温度时相差0.5℃，将带来0.04%的误差，按50 000m3计算，则相差20m3。在高油价下其误差影响很大。
（2）对计量设施管理不善的影响。
新投用流量计或新改造的管线，如果没有先走旁通管线，而直接将油流通过流量计，使铁屑、杂质进入流量计内，轻则使流量计磨损加重，增大了漏流量。重则会出现流量计表头卡表，刮板变形、腔体损伤等故障，使流量计不能正常使用。
对于流量计的附属设备如过滤网堵塞或者滤网损坏，使杂质进入计量腔内，轻则管体内壁划伤，重则使刮板发生变形，对流量计有严重损害。
处理措施：
（1）在计量与检定过程中，读取温度参数时，采取多次平均法读取温度值，尽力将参数读准确。
（2）计量人员要有较高的责任心和较高的技术素质，对运行过程中出现的异常现象进行分析和判断，及时纠正因此带来的误差，并且要做到明确的记录。
4 对上述内容提出以下建议
（1）现场就地安装数字显示型温度、压力变送器，取代原始的棒式温度计和压力表。
（2）随着计量间的设备阀门增多，以往的防爆灯具照明角度不好，计量间室内灯光暗，读取中间的几台流量计参数不够清楚。建议适当改善照明设施，增强光照强度用以辅助计量。
（3）六台流量计同时计量两种油品时，没有足够备用的流量计。同一台流量计输送两种不同的粘度的油品，对流量计的精度产生较大影响，为了提高流量计的计量精度，降低计量误差，建议输俄油的管线安装备用流量计。
5 结论
造成交接计量误差的因素多种多样，在实际工作中能对运行过程中出现的异常现象会分析和判断，及时纠正因此带来误差。尽管不能做到完全消除，但是通过采取以上的措施能够把误差降到最低程度。为了达到这一目的，计量人员要具有较强的责任心和技术素质外，同时还要加强学习有关标准规程，并制定出相关的岗位操作规范，约束和完善计量作业过程。在高油价的背景下，尽可能减少计量误差，避免出现经济利益损失，是每个计量人员追求的重要管理目标。
参考文献：
[1] JJG209―2010体积管检定规程[S].
[2] JJG667―1997液体容积式流量计检定规程[S].