提高管输原油动态计量精度的有效措施研究

提高管输 原油动态计量精度的有效措施研究

李成赟

国家管网集团西部管道有限责任公司新疆输油气分公司 新疆 乌鲁木齐 830013

摘要：管输原油采用流量计为主要器具的动态计量方式在整个原油计量方式中已占主导地位。然而动态计量方式也并不是完美的，在原油动态计量系统中也存在着诸多影响计量精度的因素，极易形成误差，对相关上下游单位产生不利影响。因此，采取恰当的措施尽可能降低计量过程中的误差至关重要。本文从从流量计制造到流量计检定，一直到现场应用和管理，对计量误差的形成和影响因素都进行了详细分析，并针对误差形成的原因提出了多种针对性的措施和管理办法以提高原油动态计量精度，确保了相关各方权益。

关键词：管道原油；动态计量；误差分析；计量精度

1导致原油动态计量误差产生的因素

原油动态计量系统中，形成计量误差的因素主要有：

(1)流量计本身的准确度等级、制造加工质量以及配套附属性能状况。

(2)被测量油品本身的物理性质及其随计量工况运行参数变化而变化的情况。

(3)现场操作人员对计量仪器仪表的操作维护。

(4)计量器具量值传递中造成的误差。

2原油动态计量误差分析

2.1从理论上分析原油动态计量误差影响因素

(1)装置制造过程中形成的误差

流量计和检定用体积管在制造过程产生的误差，检定体积管用的标准量器在制造过程产生的误差，与测量流量计计量相关的温度计和压力表的误差，都不可避免地会传递到原油计量中去。

(2)流量计检定和运行工况参数差异形成的误差

原油动态计量用流量计制造中的泄漏误差与测量的原油黏度、压力、温度和外界环境都有关系，因此流量计检定与流量计实际运行工况参数的差异会形成计量误差。

2.2在实际运行中形成计量误差

因为目前动态原油计量中，计算原油质量中涉及的直接参数有原油密度和含水率，全部都是人工进行取样和实验测量，同时因为流量计体积测量以及对体积有重要影响的温度和压力参数也全部都是人工现场读取数据。在日常连续运行作业中，不可避免地会存在人员随机误差和粗大误差。而且随着流量计运行时间的延长，误差曲线始终处于漂移状态。在流量计运行监控方面如果对流量计性能监控不力，也会出现计量误差。

2.3动态计量系统中的量值传递存在系统误差

在原油动态计量中，最终以原油在空气中的净质量作为结算量。计算公式为：

m_a = V_i．_P20．(MF.Cpi．Cti．Fa．Cw)

式中：m_a为原油在空气中的净质量，ti；K为流量计累积体积值，m³；砌为原油标准密度，g／cm³；MF 为流量计系数；Cpi为原油体积压力修正系数；Cti为原油体积温度修正系数；F。为空气浮力修正系数；Cw为原油含水系数。

在计算原油空气中的净质量过程中，涉及到的各种参数都有各自的计算方法，在此传递计算过程中，不可避免也会存在计量误差。

在量值传递中，体积管的标准值会严重影响流量计的检定仪表系数。

流量计系数MF=Vs／V_i

Vs = V₂₀(1+X₁)(1+X₂)(1-X₃)(1+X₄)

式中：Vs为体积管检定流量计体积值，m³；V₂₀为体积管标准值，m³；X₁、X₂、X₃、X₄为体积管检定流量计温度、压力修正值；V_i为在检流量计指示值，m³。式中：V₂₀标准值变化会严重影响流量计仪表系数MF值，MF值与V₂₀呈线性关系。

3降低管输原油动态计量误差的有效措施

3.1加强流量计性能的监控降低流量计计量误差

每月对外输流量计进行自检，监控和研究每台流量计的误差漂移情况，对处于负误差运行状态和负向漂移严重的流量计进行停用。 如某交接计量某站的流量计，从自检仪表系数统计表中可以得知：流量计系数向>1.0000的方向漂移，即流量计泄漏量在增大；流量计运行排量越大，负误差越大。则要求如果继续使用该流量计，运行排量必须≤140m³／h，否则更换使用其它备用流量计。

3.2做好检定准备工作提高检定精度

检定流量计时，进行充分准备，将体积管运行工况尽力控制在接近实际流量计运行工况，降低流量计检定造成的量值传递误差。流量计运行工况是随着环境温度和生产输量变化而改变的，在北方一年四季温差比较大，直接导致管线外输原油温度也有明显的变化，有时候外输最低温度和最高温度相差值在5摄氏度左右。检定流量计为每年两次，一般上半年检定定在4月进行，下半年定在10 月份进行，统计表见表l。为了减少检定误差，做到公平公正，检定前将检定工况调整在平均工况条件下 进行，从而提高了检定精度。

表1 某时期内两次检定和月平均外输温度统计表

3.3及时淘汰或降级使用计量精度差的外销流量计并加强体积管维护更新管理工作

从上述分析中可以看出：在量值传递中，体积管的标准值会严重影响流量计的检定仪表系数。因在线检定体积管日常运行为原油，体积管本身为使用时间较长投用的单向体积管，原有装置存在控制系统失灵、检测性能不稳定等问题。

为了提高体积管的运行性能，陆续对体积管的控制系统进行了更新和改造，同时更新了脉冲发讯器和检测开关，使得体积管的标准值得到了大大提高。同时及时淘汰性能不稳定或超差流量计。

3.4加强交接计量其它计量器具管理减少其它相关参数带来的误差

在管道原油动态计量中，从计算原油在空气中净化油质量公式和体积管检定流量计仪表系数公式中，不难看出对原油质量数值影响的因素还有温度和压力修正系数。为此，提高在线的温度计和压力表的精度等级，全部采用高于石油行业标准《原油天然气和稳定轻烃交接计量站计量器具配备规范》的要求，温度计分度值为0.1℃(标准要求≤ 0.5℃)，压力表精度等级为0.4级(标准要求不低于1.5级)。加强在线用精密压力表和温度计的管理，对温度计和压力表进行强制检定，做到全部持证(检验合格证)上岗使用，减少因温度和压力参数带来的计量误差。

3.5提高计量交接计量人员的技术素质和管理水平

为了做到准确计量，管道交接计量操作人员应由熟练技术工人担任，每天严格按照标准规范进行取样和化验，同时加到专业技能培训，提高专业技能水平，有效减少因人为操作原因而产生的误差。

4结束语

通过分析管输原油动态计量误差形成因素，采取了一系列相应措施来降低误差的产生，虽不能彻底消除计量误差，但仍有效地降低了计量误差，减少供需双方计量矛盾和纠纷，维护了双方的经济利益。

参考文献：

[1] 潘丕武，曲升华，吕瑞生．原油动态计量中流量计系数 的使用方法[J]．油气储运，2004(1)：34—36．

[2] 潘丕武．石油计量基础[M]。北京：石油工业出版社．2001：424—430．