谷研試劑-原油動態(tài)計量技術(shù)在蘭州石化公司的應(yīng)用

一、蘭州石化公司原油動態(tài)計量交接現(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，研究原油動態(tài)計量的規(guī)律，同時把握因產(chǎn)地不同而性質(zhì)不同的原油對動態(tài)計量的影響，對提高計量準(zhǔn)確度、維護(hù)公司利益具有重要的意義。

二、原油動態(tài)計量交接中影響計量準(zhǔn)確度的主要因素

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

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、原油動態(tài)計量交接中誤差產(chǎn)生的原因

1.流量計引起的誤差

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

目前，我國西部原油的特點是密度大、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，其他類型的流量計也不適合計量西部原油。目前我們使用的是金屬刮板流量計，它用于連續(xù)或間斷地測量管道流過的液體流量，具有計量準(zhǔn)確度高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、無脈動、流量大、使用壽命長和黏度適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點，并且能在原油高含水、結(jié)垢、含砂的情況下長期運(yùn)行。筆者認(rèn)為，金屬刮板流量計比較適用于西部原油高含水、含沙區(qū)塊的原油計量。

刮板式容積流量計雖然能夠滿足原油計量的要求，但也存在一定的誤差。因為刮板式容積流量計系數(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，從而確定流量計的系數(shù)。在這一系列的量值傳遞過程中，流量計系數(shù)要受到眾多因素的影響，包括標(biāo)準(zhǔn)金屬罐、標(biāo)準(zhǔn)體積管及流量計本身的系統(tǒng)誤差，用標(biāo)準(zhǔn)金屬罐檢定體積管時產(chǎn)生的人工誤差，用標(biāo)準(zhǔn)體積管檢定流量計時產(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內(nèi)壁結(jié)蠟對準(zhǔn)確度的影響等，這些都將不可避免地zui終累加在流量計系數(shù)上，使得通過標(biāo)定得到的流量計系數(shù)存在一定的誤差。

另外，原油的黏度也會對標(biāo)準(zhǔn)體積管和容積式流量計的檢定產(chǎn)生影響，容積式流量計的泄漏量與原油黏度成反比，原油黏度與析蠟程度成正比。原油黏度對檢定結(jié)果的影響趨勢是:黏度上升，流量計的泄漏量下降，在此狀態(tài)下檢定，流量計呈正誤差，需負(fù)向調(diào)整；黏度下降，流量計的泄漏量增加，在此狀態(tài)下檢定，流量計呈負(fù)誤差，需正向調(diào)整。檢定與運(yùn)行時原油黏度不同，對計量結(jié)果的影響非常嚴(yán)重，因此,在流量計檢定時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，為了防止析蠟對計量檢定的影響，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內(nèi)壁結(jié)蠟也是非常重要的。同時考慮到流量計在運(yùn)行中可能產(chǎn)生誤差的各種情況，在雙方簽訂計量交接協(xié)議時，對可能出現(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

原油密度是計算油品重量的一個重要參數(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，但密度測量只能定時抽樣化驗，再取平均值參與交接油量計算。

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，對油量計算結(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范圍為±0.1%，那么*一項產(chǎn)生的日計量誤差就有20噸左右，每年的誤差則有7000多噸。而實際上原油密度的波動遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這一數(shù)字，原油密度對交接油量的巨大影響由此可見一斑。

因此，在密度測量操作過程中會產(chǎn)生一系列的系統(tǒng)誤差、人工誤差，這主要由所使用的計量器具、實驗溫度差異、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，原油的含水率也會發(fā)生變化。與密度測試相同，含水測定也是定點取樣，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，因此，原油含水率的測定也是原油計量的一個重要方面。

原油的含水率測定采用的是實驗室蒸餾法。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*；實驗儀器不按時清洗使蒸餾出的水分黏附在儀器內(nèi)表面無法讀取等，都會直接導(dǎo)致油品計量誤差。為了盡可能地減小誤差，我們采用管線自動取樣器進(jìn)行采樣，規(guī)定分析時由供方操作，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，保證水分測定的準(zhǔn)確。

4.油品溫度、壓力引起的誤差

測量石油液體使用的溫度計zui小分度值為0.2℃，壓力表分度值為20kPa，除了系統(tǒng)誤差，使用時還會產(chǎn)生測量誤差，但相對密度、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

在油品計量的整個環(huán)節(jié)中，只要有一處發(fā)生誤操作或計算錯誤，就會導(dǎo)致油品計量結(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)密度時出現(xiàn)錯誤等。

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

四、消減誤差的方法及措施

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

1.按期檢定計量器具

用于貿(mào)易交接的計量器具必須經(jīng)國家檢定機(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)

計量操作人員必須經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，熟悉計量法律、法規(guī)，熟練掌握油品計量操作技能，并經(jīng)考試合格后持證上崗。專業(yè)的計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，就會產(chǎn)生較大的誤差。尤其是在實驗室測定原油密度和含水的過程中，不按規(guī)定稱樣、加熱時間不夠、加熱方法不對等習(xí)慣性偏差都會直接導(dǎo)致計量誤差的產(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，原油管輸計量要使用計量器具，就必然會存在誤差，在計量過程中要消除誤差是不可能的。但是，通過加強(qiáng)油品的計量管理，嚴(yán)格執(zhí)行各類計量操作規(guī)程，不斷提高計量技術(shù)水平及計量準(zhǔn)確度，盡量避免人為引入的誤差，就可以有效地降低計量誤差，提高計量的準(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

隨著中國能源工業(yè)的戰(zhàn)略西移及中國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越來越大，我們必須更加深入地研究西部原油的特點，以便找到計量西部原油更科學(xué)的計量手段和方法，為維護(hù)企業(yè)的效益作出貢獻(xiàn)。