谷研試劑-原油動(dòng)態(tài)計(jì)量技術(shù)在蘭州石化公司的應(yīng)用

一、蘭州石化公司原油動(dòng)態(tài)計(jì)量交接現(xiàn)狀

2007年，蘭州石化公司的原油加工量已經(jīng)超過1000萬噸，達(dá)到1056萬噸。其中管道輸送方式已成為我公司原油主要輸送方式之一，特別是2007年8月1日烏蘭原油管線向我公司正式開始輸油，意味著管道輸送的原油量比例將逐漸增加。因此，研究原油動(dòng)態(tài)計(jì)量的規(guī)律，同時(shí)把握因產(chǎn)地不同而性質(zhì)不同的原油對(duì)動(dòng)態(tài)計(jì)量的影響，對(duì)提高計(jì)量準(zhǔn)確度、維護(hù)公司利益具有重要的意義。

二、原油動(dòng)態(tài)計(jì)量交接中影響計(jì)量準(zhǔn)確度的主要因素

原油管輸采用的是動(dòng)態(tài)在線計(jì)量，一般有兩種方式:一種是流量計(jì)配在線液體密度計(jì)的計(jì)量方式；另一種是流量計(jì)配玻璃密度浮計(jì)的計(jì)量方式。我公司采用的是后者，根據(jù)GB9109.5-1988《原油動(dòng)態(tài)計(jì)量油量計(jì)算》，原油量計(jì)算基本公式為

m=V_i×ρ₂₀×(VCF×Cpi×k×Fa×CW)

式中:m——原油在空氣中的凈質(zhì)量，kg；V_i——流量計(jì)累積體積值，m³；ρ₂₀——原油的標(biāo)準(zhǔn)密度，kg/m³；VCF——原油體積溫度修正系數(shù)；Cpi——原油體積壓力修正系數(shù)；k——流量計(jì)系數(shù)；Fa——空氣浮力修正系數(shù)；CW——原油含水系數(shù)。

根據(jù)該公式可以看出，影響油品質(zhì)量的主要因素有五大方面:流量計(jì)系數(shù)、油品密度、原油含水量、油品溫度及管線壓力。

三、原油動(dòng)態(tài)計(jì)量交接中誤差產(chǎn)生的原因

1.流量計(jì)引起的誤差

在原油計(jì)量中，橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、彈性刮板流量計(jì)、金屬刮板流量計(jì)都有應(yīng)用。其使用主要取決于準(zhǔn)確度要求和介質(zhì)條件。橢圓齒輪流量計(jì)和腰輪流量計(jì)質(zhì)量性能好、準(zhǔn)確度高，由于其容積式流量計(jì)的特點(diǎn)，在低含水原油計(jì)量中，腰輪流量計(jì)曾被國(guó)內(nèi)外油田廣泛采用，但隨著油田原油含水的增加，其弱點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)出來。其原因是該流量計(jì)是靠流動(dòng)液體進(jìn)行自潤(rùn)滑，在純油或低含水油中流動(dòng)液體便是一種很好的潤(rùn)滑劑，但在計(jì)量高含水含砂原油時(shí)，便增加了運(yùn)動(dòng)軸承等部件的磨損。

目前，我國(guó)西部原油的特點(diǎn)是密度大、含蠟質(zhì)高、含瀝青質(zhì)高且含水含砂。因此，在蘭州石化不適宜用腰輪流量計(jì)，其他類型的流量計(jì)也不適合計(jì)量西部原油。目前我們使用的是金屬刮板流量計(jì)，它用于連續(xù)或間斷地測(cè)量管道流過的液體流量，具有計(jì)量準(zhǔn)確度高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、無脈動(dòng)、流量大、使用壽命長(zhǎng)和黏度適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且能在原油高含水、結(jié)垢、含砂的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行。筆者認(rèn)為，金屬刮板流量計(jì)比較適用于西部原油高含水、含沙區(qū)塊的原油計(jì)量。

刮板式容積流量計(jì)雖然能夠滿足原油計(jì)量的要求，但也存在一定的誤差。因?yàn)楣伟迨饺莘e流量計(jì)系數(shù)的確定方式是通過一系列的量值傳遞過程得到的，即用標(biāo)準(zhǔn)金屬罐裝置檢定標(biāo)準(zhǔn)體積管，再用標(biāo)準(zhǔn)體積管裝置檢定流量計(jì)，從而確定流量計(jì)的系數(shù)。在這一系列的量值傳遞過程中，流量計(jì)系數(shù)要受到眾多因素的影響，包括標(biāo)準(zhǔn)金屬罐、標(biāo)準(zhǔn)體積管及流量計(jì)本身的系統(tǒng)誤差，用標(biāo)準(zhǔn)金屬罐檢定體積管時(shí)產(chǎn)生的人工誤差，用標(biāo)準(zhǔn)體積管檢定流量計(jì)時(shí)產(chǎn)生的人工誤差，以及檢定過程中存在的系統(tǒng)誤差，還有體積管和流量計(jì)內(nèi)壁結(jié)蠟對(duì)準(zhǔn)確度的影響等，這些都將不可避免地zui終累加在流量計(jì)系數(shù)上，使得通過標(biāo)定得到的流量計(jì)系數(shù)存在一定的誤差。

另外，原油的黏度也會(huì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)體積管和容積式流量計(jì)的檢定產(chǎn)生影響，容積式流量計(jì)的泄漏量與原油黏度成反比，原油黏度與析蠟程度成正比。原油黏度對(duì)檢定結(jié)果的影響趨勢(shì)是:黏度上升，流量計(jì)的泄漏量下降，在此狀態(tài)下檢定，流量計(jì)呈正誤差，需負(fù)向調(diào)整；黏度下降，流量計(jì)的泄漏量增加，在此狀態(tài)下檢定，流量計(jì)呈負(fù)誤差，需正向調(diào)整。檢定與運(yùn)行時(shí)原油黏度不同，對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響非常嚴(yán)重，因此,在流量計(jì)檢定時(shí)需注意要使用與西部原油黏度基本一致的介質(zhì)進(jìn)行檢定。對(duì)于蘭州石化而言，所用的西部原油黏度較大、含蠟質(zhì)和瀝青質(zhì)高，為了防止析蠟對(duì)計(jì)量檢定的影響，根據(jù)不同產(chǎn)地原油的物性，采取伴熱保溫、熱洗清蠟、介質(zhì)置換等不同方法防止體積管和流量計(jì)內(nèi)壁結(jié)蠟也是非常重要的。同時(shí)考慮到流量計(jì)在運(yùn)行中可能產(chǎn)生誤差的各種情況，在雙方簽訂計(jì)量交接協(xié)議時(shí)，對(duì)可能出現(xiàn)的影響因素都進(jìn)行了相應(yīng)的詳細(xì)規(guī)定。

2.原油密度引入的誤差

原油密度是計(jì)算油品重量的一個(gè)重要參數(shù)，它隨原油的主要化學(xué)成分比例的變化而變化。由于原油管輸是動(dòng)態(tài)連續(xù)運(yùn)行的，雖然油品密度不是一成不變的，但密度測(cè)量只能定時(shí)抽樣化驗(yàn)，再取平均值參與交接油量計(jì)算。

這樣就使得取用的密度數(shù)據(jù)存在相當(dāng)大的隨機(jī)性，對(duì)油量計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性具有極大影響。以日輸油量20000噸為例，假定油品密度的波動(dòng)范圍為±0.1%，那么*一項(xiàng)產(chǎn)生的日計(jì)量誤差就有20噸左右，每年的誤差則有7000多噸。而實(shí)際上原油密度的波動(dòng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這一數(shù)字，原油密度對(duì)交接油量的巨大影響由此可見一斑。

因此，在密度測(cè)量操作過程中會(huì)產(chǎn)生一系列的系統(tǒng)誤差、人工誤差，這主要由所使用的計(jì)量器具、實(shí)驗(yàn)溫度差異、操作方法正確與否、數(shù)據(jù)讀取是否規(guī)范等因素引起的。

3.原油含水量引入的誤差

原油開采后要經(jīng)過脫水處理才能投入使用。受脫水流程的影響，原油的含水率也會(huì)發(fā)生變化。與密度測(cè)試相同，含水測(cè)定也是定點(diǎn)取樣，這樣的結(jié)果本身就存在一定的誤差。

西部原油由于開采中地質(zhì)條件復(fù)雜，具有含水量高的特點(diǎn)，因此，原油含水率的測(cè)定也是原油計(jì)量的一個(gè)重要方面。

原油的含水率測(cè)定采用的是實(shí)驗(yàn)室蒸餾法。所采樣品的代表性；所使用的裝置(包括接收器、天平)本身存在的系統(tǒng)誤差；操作過程中稱量試樣、讀取數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的人為誤差；加熱過程不規(guī)范導(dǎo)致出現(xiàn)水分損失或水分餾出不*；實(shí)驗(yàn)儀器不按時(shí)清洗使蒸餾出的水分黏附在儀器內(nèi)表面無法讀取等，都會(huì)直接導(dǎo)致油品計(jì)量誤差。為了盡可能地減小誤差，我們采用管線自動(dòng)取樣器進(jìn)行采樣，規(guī)定分析時(shí)由供方操作，接方監(jiān)護(hù)，并在協(xié)議中詳細(xì)規(guī)定可能出現(xiàn)的各種情況，保證水分測(cè)定的準(zhǔn)確。

4.油品溫度、壓力引起的誤差

測(cè)量石油液體使用的溫度計(jì)zui小分度值為0.2℃，壓力表分度值為20kPa，除了系統(tǒng)誤差，使用時(shí)還會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，但相對(duì)密度、含水而言，溫度壓力引起的誤差較小。

5.其他因素引入的誤差

在油品計(jì)量的整個(gè)環(huán)節(jié)中，只要有一處發(fā)生誤操作或計(jì)算錯(cuò)誤，就會(huì)導(dǎo)致油品計(jì)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。如利用《石油換算表》將視密度換算為標(biāo)準(zhǔn)密度時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤等。

當(dāng)出現(xiàn)混油時(shí)，切換時(shí)間無法準(zhǔn)確把握也會(huì)影響計(jì)量的準(zhǔn)確度。

四、消減誤差的方法及措施

管輸計(jì)量雖然存在眾多影響計(jì)量準(zhǔn)確度的因素，但在實(shí)際工作中，只要對(duì)產(chǎn)生的誤差進(jìn)行認(rèn)真分析，不斷克服人為因素，提高計(jì)量準(zhǔn)確度是*可以做到的。

1.按期檢定計(jì)量器具

用于貿(mào)易交接的計(jì)量器具必須經(jīng)國(guó)家檢定機(jī)構(gòu)強(qiáng)制檢定，并出具檢定證書，以確保使用的計(jì)量器具和設(shè)備符合準(zhǔn)確度條件，確保在檢定周期內(nèi)使用。

使用時(shí)應(yīng)按檢定證書上的修正值進(jìn)行修正，這樣可以有效地降低由計(jì)量器具本身引起的系統(tǒng)誤差。

2.加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高員工素質(zhì)

計(jì)量操作人員必須經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，熟悉計(jì)量法律、法規(guī)，熟練掌握油品計(jì)量操作技能，并經(jīng)考試合格后持證上崗。專業(yè)的計(jì)量操作員能有效降低操作過程中出現(xiàn)的人為誤差。

3.杜絕違規(guī)操作，降低誤差

如果不按正確的操作規(guī)程進(jìn)行操作，就會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。尤其是在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定原油密度和含水的過程中，不按規(guī)定稱樣、加熱時(shí)間不夠、加熱方法不對(duì)等習(xí)慣性偏差都會(huì)直接導(dǎo)致計(jì)量誤差的產(chǎn)生。因此，必須要求操作人員增強(qiáng)責(zé)任心，嚴(yán)格按章操作，以減少人工誤差的產(chǎn)生。

總之，原油管輸計(jì)量要使用計(jì)量器具，就必然會(huì)存在誤差，在計(jì)量過程中要消除誤差是不可能的。但是，通過加強(qiáng)油品的計(jì)量管理，嚴(yán)格執(zhí)行各類計(jì)量操作規(guī)程，不斷提高計(jì)量技術(shù)水平及計(jì)量準(zhǔn)確度，盡量避免人為引入的誤差，就可以有效地降低計(jì)量誤差，提高計(jì)量的準(zhǔn)確度，從而使貿(mào)易雙方避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

五、結(jié)束語

隨著中國(guó)能源工業(yè)的戰(zhàn)略西移及中國(guó)東部原油資源的日益枯竭，蘭州石化作為承接西部原油進(jìn)入中國(guó)內(nèi)地的橋頭堡，其戰(zhàn)略地位決定了其作為原油輸入、輸出地的重要性，加之西部原油已經(jīng)開始經(jīng)過蘭州石化向內(nèi)地輸送，西部原油的管輸量將會(huì)越來越大，我們必須更加深入地研究西部原油的特點(diǎn)，以便找到計(jì)量西部原油更科學(xué)的計(jì)量手段和方法，為維護(hù)企業(yè)的效益作出貢獻(xiàn)。