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渦輪流量計原油銷售計量及質量測定標準應用探討

渦輪流量計原油銷售計量及質量測定標準應用探討

時間:2019-10-25 09:27:55
摘 要:文章針對原油貿易計量中溫度、壓力測定及油量計算等標準應用中問題提出改進建議,運用含水測定標準加強接受器的質量檢驗,杜絕不合格器具使用。結合實踐編制螺旋轉子渦輪流量計等企業標準,指導現場使用與維護,延長運行周期。做好有機氯等原油質量檢測標準的使用與改進,確保銷售原油準確度和產品質量合格。
1 前言
銷售計量和質量檢測是原油生產、儲運的非常終環節,其計量準確度和質量指標關系到貿易雙方經濟利益,該環節涉及標準規范、儀表器具、操作及檢驗環節較多,是原油貿易交接工作的重點。因此,確保銷售原油質優量足、用戶滿意,不僅是提高企業生產經營管理水平的需要,也是維護雙方經濟利益的重要工作。
江蘇油田采油一廠地處水網地帶,年產約 65 萬噸原油經過商品化處理后,通過分布于揚州、泰州等兩市三縣內劉陸、沙埝、周 41 等五個集輸站庫,就近裝船水運到相關煉廠。原油外銷呈批次多,批量少,油量結算頻繁等特點,通過近年來原油銷售過程中的實踐和體會,進行總結與交流,以提高原油貿易管理水平。
2 原油計量標準應用與實踐
原油是一種物理和化學性質較復雜的工業原料,在生產、儲運與銷售過程中受溫度、壓力及環境等因素影響較大,不按@@@照標準規范進行儲運和交接,會導致計量誤差增加,影響產品質量。GB/T 17291 規定我國以 20℃,101.325kPa 為標準參比條件,通過體積、溫度和壓力計量,密度、含水等基本數據測定,計算獲得原油體積和質量。涉及的相關標準如圖 1。在此環節涉及渦輪流量計、密度計、溫度計、壓力表、天平、儲油罐等十多種計量器具和計量操作,正確的取值與計算,能夠保證原油綜合計量誤差≤ ±0.35%。
2.1 相關原油計量標準應用問題與改進建議
2.1.1 油量計算標準中壓力取值改進建議
GB/T 9109.5-2017《石油和液體石油產品動態計量》附錄 A2.2 規定測溫、測壓點應選在距離渦輪流量計的出口非常近處 , 并在 6.2.2.4 確定“計算 Cpl 時,油品的計量壓力可取渦輪流量計出口壓力的平均值計算”。而現場各式容積式渦輪流量計在依靠流體推動轉子過程中會產生一定壓損,如聯盟莊集輸站 DN150 口徑 UF- Ⅱ螺旋轉子渦輪流量計,在動力粘度 50mPa.s、1.5 MPa 工作壓力、150m 3 /h 狀態下,根據壓力損失曲線,會產生約 0.05 MPa 壓力損失,按照標準附錄 B 計算渦輪流量計前后壓力修正系數 Cpl 分別為 1.0012 和 1.0011, 誤差約0.01%。因此取渦輪流量計前壓力計算油量,不能真實表現計量狀態,建議取過濾器與渦輪流量計之間的壓力的平均值作為計算量值。
2.1.2 溫度測定標準建議與改進
溫度是原油計量的關鍵參數,GB/T8927-2008《石油和和液體石油產品溫測量 手工法》描述“溫度測量誤差構成石油和液體石油產品數量測量誤差的較大部分,這一點無論怎樣強調都不過分”,但GB/T 8927-2008 前言部分已經注明“固定式平均溫度計測量油品溫度和管線手工測溫不再作為本標準內容”,實際已明確此標準僅適用于靜態計量。但 GB 9109.5-2017 的 5.3 項只明確溫度計量器具準確度要求,在 A2.2 規定“測溫、測壓點應選在距離渦輪流量計的出口非常近處”,沒有規定管線溫度計的安裝和測量方法。在實際應用中管線溫度測量受環境、氣候、管線長度等因素影響較大,目前現場通用做法是測溫部位要求在室內,測溫孔選在輸油泵和渦輪流量計之間適當位置,以 45o 角迎流插入管線內徑 1/3 處,測量溫度要先讀小數后讀大數。因此建議 GB/T 8927 等標準增加油品管線溫度計量方法。
2.1.3 G B 9110 等油量計算標準引用問題
目前儲油罐靜態計量有GB 9110-1988《原油立式金屬罐計量油量計算》和 GB/T19779-2005《石油和液體石油產品油量計算 靜態計量》兩個標準。在現場實踐中GB 9110-1988 已經缺乏可操作性,主要有以下原因,一是文本中引用的 GB 1884、GB 1885 已經制修訂,如石油體積系數 K值已由 GB 1885-1998 表 60A 中 VCF20 代替。二是相關參數錄取規則與配套標準不匹配,如油品水分測定要求“符合 GB8929《原油水含量測定法》,測得值應準確讀到水分接受器的一個刻度”,而新修訂 GB 8929-2006 要求“水含量結果修約到 0.025%”。建議對 GB 9110-1988 進行修訂或明確由 GB/T 19779-2005 代替。
2.2 用標準指導計量器具配備及使用
2.2.1 依靠標準杜絕不合格含水化驗接受器使用
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計量器具是實現準確計量的物質基礎,如果采用偽劣或不合格計量器具,使用錯誤的操作方法,就會產生較大的計量誤差。按照 GB/T 8929-2006《原油水含量的測定 蒸餾法》配備 5mL 含水接受器必須符合標準文本圖 1 要求,而圖 2 為某集輸站一支用于原油含水測定的接受器,其尺寸與標準明顯不符。
目前測定油品含水測量主要采用 GB/T 260 和 GB/T 8929 二個標準,但后一種針對原油含水測定,因接受器采用虹吸管結構,使原油中水分的回收率較高,檢驗結果為貿易雙方普遍接受。圖 2 中 B 接受器虹吸管規格不符合標準要求,增加餾分油的回收阻力,導致水分測定值低于實際值,同時在高溫條件下容易因氣阻產生沖樣,存在安全隱患,B 接受器檢查后立即銷毀。新接受器經檢定合格首次使用前,須進行密封性和回收試驗,正常使用中要保持內腔清潔、干燥,刻度示值清晰。因此,使用單位和供應部門按照標準進行檢驗與驗收,杜絕不合格及偽劣計量器具的使用,確保外輸原油含水率等數據準確測定。
2.2.2 制訂企業標準指導外輸渦輪流量計使用
與維護
渦輪流量計是原油計量的重點器具,針對外輸原油批次多,密度、粘度范圍大的實際,經過調研和篩選,選用國內某合資公司生產的 UF- Ⅱ螺旋轉子渦輪流量計(以下簡稱UF -Ⅱ),UF -Ⅱ所采用螺旋轉子結構,具有壓損低、適應范圍廣,重復性好,量程比高等特點,尤其是器差調整裝置采用了 9 組油浸錐形齒輪系結構,傳動精準,微調誤差 ±0.05%,機械磨損低(詳見圖3)。但 UF- Ⅱ在現場因操作維護不當,出現如下問題:
(1)過濾網規格確定問題。因原油動力粘度 >50 mPa.s,過濾網太密會增大渦輪流量計壓損,太稀則無法保證原油純凈度要求,機械雜質易卡堵螺旋轉子,經過試@@@驗確定渦輪流量計壓損≤ 50kPa,選擇 40 目濾網。
(2)UF- Ⅱ 82 型渦輪流量計排氣問題。原油飽和蒸汽壓改變會因閃蒸產生氣體,UF- Ⅱ 82 使用前須排除石墨軸承密封蓋內的氣體,因為石墨軸承的優點是耐磨系數高,缺點是不耐高溫,易脆,如不及時排除氣體,轉子軸與軸承運行過程中磨擦產生的熱量因氣穴阻隔,形成局部高溫,導致石墨軸承損壞(詳見圖 4)。如 某 聯 合 站 一 臺 編 號 82-096 UF-Ⅱ 82 渦輪流量計 2012 年 4 月檢定合格,6 月中旬外輸量與儲油罐比對誤差 >3%(標準< ±0.2%),超過了≤ ±1% 的誤差范圍,并運行時聲音異常,對此技術部門通知立即停用,啟用備用渦輪流量計。隨后經過體積管在線測試,其準確度為 -0.23%,檢定與測試數據見表 1
聯系廠家技術人員現場檢查發現四個石墨軸承均不同程度碎裂,原因是近期油罐工藝問題進入氣體且沒有及時排除,致使 UF- Ⅱ超量程空載運行產生故障。針對上述問題,組織技術人員編制了 Q/SHJS 0487《UF—Ⅱ螺旋轉子渦輪流量計使用及保養規程》企業標準,通過現場指導使用,杜絕了錯誤的操作方式,延長了渦輪流量計使用壽命和精度穩定性,年節省外修費用 10 多萬元。如 82-096 渦輪流量計于2012 年 6 月維修后,遵循標準規定的使用維護方法,使用 5 年多來,在不調整器差情況下,保持了良好的精度穩定性與檢定數據重復性。
3 質量測定標準的應用與完善
原油有機氯超標,會給煉油裝置帶來嚴重的氯腐蝕及安全運轉問題,因此,有機氯含量是確定原油質量的關鍵指標。按照 Q/SH 0564《自產原油》要求,2013年以來,江蘇油田采油一廠運用 GB/T18612-2011《原油有機氯含量測定》等標@@@準,開展有機氯測定工作,確保有機氯含量< 1mg/kg。
3.1 原油有機氯測定標準完善與改進。
GB/T 18612 標準規定采用 GB/T 6536方法獲得原油中初熘點~ 204℃石腦油,再按照方法 B 燃燒氧化微庫侖法測定有機氯,F場實踐中,204℃前只能分析原油全餾程中約 70% 有機氯,方法正確但缺乏代表性。因此,Q/SH 0564 規定按照GB/T 18612 方法,測定初熘點~ 204℃和204℃~ 320℃二段餾分有機氯含量,再按照餾分總收率計算有機氯含量,2017 年標準修改為直接測定初熘點~ 320℃有機氯含量。
3.2 制訂操作規范,提高標準應用效果
有機氯測定環節多、時間長、技術要求高,為確保測定準確、高效,避免操作失誤,編制了《采油一廠原油有機氯檢測操作規范》對樣品的錄取、均化,餾分油的洗滌、提純,器具配備、檢定和維護,數據計算確認等步驟進行規范,確保檢測數據重復性誤差≤ ±5%。通過源頭把關、過程跟蹤和外銷管控,切實履行“每一滴油都是承諾”的質量目標,杜絕了有機氯超標事件發生。
4 結束語
標準是原油生產銷售和質量控制的準則與指南,針對網絡化逐漸普及生產崗位的實際,將原油計量與質量標準的紙質和電子文本配備到操作和化驗崗位,并將標準的學習與實踐溶入崗位培訓和技術競賽,提高標準貫徹效果。
加強原油銷售計量與質量標準在應用中監督考核,如沙 20 集輸站輸前樣含水<0.3% 才能輸油,劉陸集輸站針對瓦莊原油物性復雜,容易產生含水率波動問題,在輸油過程中 2h 監控分析含水,確保外輸原油質優量足,幾年來貿易計量糾紛明顯減少,提高了企業信譽和生產管理水平。
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