在成品油計量站場設備維修等過程中,會出現質量流量計下限運行工況,本文對其小流量運行時的計量結果 進行分析,并與人工儲罐檢尺計量結果進行對比。
0.引言
管輸成品油所用質量流量計稱作科里奧利質量流量 計,其結構主體是兩根振動方向相反的u形管。當流體經 過振動管時對管子產生與其流動方向垂直的反作用力,導 致U形管的振動出現相位差,相位差與流體質量流量的大 小成正比,通過電路檢測出相位差,經計算機運算即可直 接得出流體的質量。對比通過儲罐取樣、檢尺的手工計算 流體質量的方式,該質量流量計具有準確度高、重復性 好、自動化程度高等優勢。其主要缺點是流體中氣體[1]含 量會影響測量準確度、流量過低[]時容易產生零點漂移。
1.小流量運行工況
西部管道某成品油分輸站分輸支線長2. 34 km,管徑
<5219. 1X5. 6 mm,計算所得管容為79. 5 m3。所用成品油 質量流量計型號為CMF-400M,運行量程為50?200 t/ h,精度為0.2%。管線的高程變化情況如圖1所示。
由于進站閥門執行機構存在滲漏,需要在分輸支線管 線存油泄放至油庫儲罐后才能開展閥門更換作業。在管線 存油泄放過程中,由于擔心管線高程差的起伏造成油品中 氣體含量超標、泄放流量小超出50 t/h下限運行等,采用 油品進罐后取樣、檢尺的交接方式。
管線存油排放持續時間為7. 6 h,理論平均流量為 79. 5 m3/7. 6 h=10. 5m3/h,開始排放時密度計顯示最大 流量為47. 5 m3/h,油品密度約為830826. 5 kg/m3,則流 量計全程在下限運行。在管線存油排放過程中,流量計未 出現驅動增益超限報警(由油品中氣液兩相超標引起),零 點過高報警[](小流量切除點設定為0. 5 m3/h,持續5 mm 后停止排放)等。
2.人工檢尺誤差計算
根據油品靜態計量要求,上罐取樣、檢尺測得儲罐液
位變化為10.7 mm,油品平均密度為826.5 kg/m3,排放 體積為68. 237 m3,經過修正計算所得管線存油排放總量
為 56. 402 t。
由于檢尺過程中液位變化不大,誤差的主要來源于檢 尺高度的變化,量油尺的最小分度值為1mm,人眼能夠 判別的最小液位變化為分度值的1/5,即0.2 mm,則檢尺 的誤差為:
E1=0. 2/10. 7X100% = 2% (1)
在檢尺過程中,不確定度因素主要有以下三個方面。 (1)取樣油品密度測量,密度計最小分度值為0. 5 kg/ m3,其不確定度為:Ua = 0. 05。
(2 )取樣油品溫度測量,溫度計準最小分度值為0.2 °C,其不確定度為:Ub=0. 02。
(3)儲罐液位測量,量油尺最小分度值為1mm,其不確定 度為:Uc = 0.1。
三個不確定度相互獨立,則檢尺總體標準不確定度
為:U=槡U^+U^+UC =0.1,取包含因子是=2,擴展不確 定度為:
U=k ? U=0. 2 (2)
3.流量計小流量運行分析
在管線存油排放開始前,流量計示數為1306593. 218,排放結束后,流量計示數為1306650. 804,流量計顯 示管線存油排放總量為57.586 t。
在排放開始后,管道內壓力不斷減少,油品中溶解的 氣體M出現部分揮發,但只會在聚集在油尾經過的管線的 B、D處(圖1)。進站管道為管線最低點,且由于進站彎頭 的作用,流量計比彎頭前管道高約2 m,流經流量計的油 品所含氣體仍然較少,流量計很少出現氣體報警。
當出現小流量報警時結束排放,小流量切除持續時間 為5min,產生零點漂移的量為0. 5 X 5/60 = 0. 04 m3,占 流量計顯示排油總量的比例為:0. 04/68. 276 = 0. 05%。 小流量切除時最大誤差為:
g1=0. 04X0. 83 = 0. 03 t (3)
下限運行時誤差等級[5]為流量計準確度等級的2倍, 下限運行時的最大誤差為:
e2 = 57. 586 X0. 4% = 0. 23 t ⑷
則排油質量流量計總體誤差為:
E2 = (0. 03 + 0. 23)/57. 586 = 0. 45% (5)
比較式(1)與式(5)誤差可知,質量流量計下限運行 時,誤差仍然優于人工上罐取樣、檢尺方式。
4.結語
管輸成品油質量流量計下限運行時計量誤差仍然優于 人工檢尺、取樣的靜態計量方式,因此,推薦采用質量流 量計來進行計量和交接。