油品动态计量常见误差分析

油品动态计量常见误差分析
肖大伟
原油贸易计量方式有动态计量和静态计量两种方式，动态计量又分为如下三种:以体积计量的流量计配玻璃密度计的计量方式、以体积计量的流量计配在线密度计计量系统、直接显示质量计量结果的质量流量计，受科技水平和生产成本的限制，目前国内各计量站广泛采用的是第一种动态计量方式，常见油量计算公式如下: Mn=Vt*MF*VCF**Cpl*(Ρ20-1.1)*Cw
式中:
Mn——空气中的纯油质量;
Vt——t温度下油品的体积
VCF——体积温度修正系数
Ρ20——标准密度
MF——流量计系数
1.1 ——空气浮力修正值
Cpl——压力修正系数
Cw——质量含水系数
根据计算公式可以看出，要计算贸易交接的纯油量，需测量出原油的体积、温度、压力、密度、含水率等参数，而这些参数在测量过程中会存在测量误差，从而导致贸易交接的误差，只有将以上各个因素都控制在最小范围内，才能达到控制计量综合误差的目的。

1流量计系数MF误差分析
GB 9109.5规定动态计量可采用基本误差法，当流量计误差在?0.2%以内时，MF=1.0000，也可采用流量计系数法，流量计系数由资质单位定期标定。

两种方法
相比而言，基本误差法采用的是固定误差，与真实结果偏差相对较大，故国内各计量站在油量计算时多选用流量计系数法。

采用流量计系数法的误差主要来源于流量计标定条件(压力、温度、流量、粘度)与实际运行工况的偏差，以及油量计算时流量计系数的选用。

1.1流量的影响
流量计的标定，一般只对流量计进行高、中、低三个运行排量点检定,例如塔里木油田外输流量计的选择的排量点为350m?/h、500m?/h和700m?/h，标定时应控制流量尽可能地与预选的排量保持一致，降低标定误差。

1.2 温度的影响
温度的变化，使得流量计腔体膨胀和间隙改变，流量计的基本误差亦随之变化。

工作条件下的原油温度越高于检定条件下的原油温度，则流量计的基本误差越偏小，流量体积偏少，反之亦然。

温度的变化可引起油品粘度的改变,流量计的计量准确性会受到影响。

1.3粘度的影响
油品粘度与流量计的泄漏成反比，粘度较高时，间隙大，泄漏量大，粘度低时则相反。

1.4压力的影响
压力的变化会引起计量腔体的变化及流体粘度的变化，导致泄漏量的变化。

1.5系数选取的影响
目前国内各计量站在MF的选取上多采用靠近法，即选用与工况流量接近的流量对应的流量计系数，这与真实值存在偏差。

综合以上所述，为降低流量计系数偏差，应尽可能地使工况接近流量计标定条件，并且在系数选取上采用内插法。

2 VCF误差分析
VCF即体积温度修正系数，是利用标准密度和温度查表所得，而标准密度是由视密度和实验温度度查表所得，因此VCF的误差产生主要集中在温度测量过程。

查石油计量表可知，温度偏差0.25?，VCF至少偏差0.0002。

降低这部分误差主要依靠提高温度测量设备的精度和计量人员的职业素养。

3、Cpl误差分析
Cpl即压力修正系数，Cpl=1/[1-F(P-Pe)],式中F为压缩系数，可查表得到，P 为工况时的压力，Pe为101.325KPa。

由公式可知Cpl的误差主要有压力测量引起。

油品的体积随压力的变化而变化，一般压力增大时油品的体积随之缩小。

在压力变化相同的情况下，密度轻的原油其体积变化较大，密度重的原油其体积变化较小。

降低这部分误差也主要是提高压力测量设备的精度和计量人员的职业素养。

2 油品分析过程中的误差
4、P20误差分析
P20由视密度和实验温度查表得来，视密度是对油样进行密度测量得来，因此油样的代表性、密度计和温度计的准确度、以及计量人员读数的准确性直接关系P20的准确性。

4.1 取样的影响
目前国内各计量站化验的油样多为时间比例混合样，笔者所在单位按照
《GB/T4756—1998石油液体手工取样法》每2h取一次样，每4h将临近两次取样的样品进行等比例混合，并进行密度测量。

从这个过程中，我们可以看出该方法仅适用于均匀稳定油品等量交接。

然而在实际中，这种情况很少出现，更多的是非均匀油品，以及油品流量根据生产需要不断调整，所以时间比例混合样带来相当大的误差。

为降低该误差可采用流量比例混合样，或者实现管线自动取样。

自动取样法取样分量准确，取样均匀，极大地改善了样品的代表性，避免了人工取样的随机性，解决了人工取样代表性差的问题。

4.2温度的影响
视密度是通过石油密度计来测定的。

根据《GB1884石油和液体石油产品密度测定法密度计法》的规定,测量油品密度的温度控制在计量油量工作温度土5?范围进行,这中间因油品性质、组分不同而带来不同温度下的标准密度的偏差。

经现场化验分析,总结出在化验温度略低于油品工作温度下测得的标准密度偏大,反之亦然。

另外,就原油密度测量操作过程而言,量筒中的油品液位浸没浴缸水中的高度要求,浴缸中水温场的建立,量筒中试样的搅拌均匀程度,测量密度的操作手法及温度计读数等,都会带来一定的附加误差。

而油品混合不均造成的密度偏差更大。

4.3 读数的影响
由于原油是不透明液体，密度测量读数时，眼睛应从高于液面位置观察，读出弯月面上缘与密度计刻度相切的那一点的读数，并进行弯月面修正。

5、Cw误差分析
除开油样代表性的影响，油品质量含水系数还受到溶剂的含水率、分析设备的气密性、蒸馏时间、操作手法以及水密度的影响。

5.1溶剂的影响
如溶剂保存条件不好，导致溶剂中含有水分，则最终的分析结果较实际值偏大。

为降低此类误差，应妥善保存溶剂，如加脱水剂等。

5.2 设备的气密性
为防止环境中水分进入设备，一个常用的方法是在冷凝器的顶端加干燥管，从而提高实验的准确度。

5.3蒸馏时间的影响
试样含水偏低,蒸馏速度较快，试样含水偏高,蒸馏速度较慢。

但就含水分析而言,应以最终收集的水体积不再增加而结束蒸馏，如蒸馏时间过短，则水分蒸馏不完全，Cw较实际值偏低。

5.4 操作手法的影响
在水分蒸馏实验中，我们经常可以看到水分接收器的管壁上会有水滴，如果不将该部分水滴计算在内，则Cw明显偏低，常规的做法是采用带橡胶头的设备将该部分水滴刮入接收器底部。

笔者有过一次亲身经历，处理前水分接收器接收水分0.20ml，刮水处理后接收水分0.40ml。

5.5水密度的影响
目前国内计量站在水密度的选取上普遍选用1g/cm?，但是油品中水的密度是由当时的温度、压力等条件决定，因此水密度值的选取也会对Cw造成影响。