1 前言
秦京输油管道全长 459km, 设有 10 个输油站,其主要任务是将大庆原油输送至燕山石化等的炼厂。输油站内主要设备是加热炉和输油泵(见图 1),对上站来的原油进行加温加压(根据站间距和输油量决定出站压力的大小)后, 输送至下一站。
输油站虽然实施了很多节能措施, 如提高炉效等, 且取得了较好的效果, 但仍忽视了一个重要环节, 即测温仪表精度对节能的影响。
2 测温仪表系统及仪表精度
原油输送温度需按照季节气温的变化进行调整。操作员设定出站温度, 工控机就会自动调节燃油阀门的开度, 控制进入加热炉的燃油量, 从而达到控制出站温度的目的。
测温仪表系统由出站温度变送器TT、温度显示表和工控机组成(见图1)。温度变送器TT 将温度变成电信号, 传送至显示表和工控机。
误差分为绝对误差(指示误差)和相对误差。绝对误差为指示值与实际值之差, 指示值大于实际值的为正偏差, 反之为负偏差; 相对误差为绝对误差除以仪表量程所得的百分数。仪表精度, 即仪表测量值的准确度, 用仪表的相对误差表示, 如仪表相对误差为 5%, 即仪表精度为 0.5 级。仪表相对误差越小, 精度越高, 反之则越低。
3 测温仪表精度低对耗能的影响
仪表系统正偏差, 会使实际出站温度低, 影响安全生产; 负偏差会使实际出站温度高, 造成耗能损失。根据大庆原油的特性情况, 规定大庆原油的提温单耗为 0.57t/(104t·℃)。实际抽查秦皇岛输油站3d 的输油量和加热炉耗油量情况见表1。
从表 1 可看出, 22 日与 23 日运行的设备、排量(输油量) 基本相同, 出站温差 2℃, 就多消耗燃油2841kg, 如果连续运行 10d, 则多烧燃油 28.41t, 原油价格按 5800 元/t 计算, 则需多支付燃油费 16.48万元。而且, 上站出站仪表的负偏差会产生累加效应, 累加到下站进站温度, 从而造成更大能耗损失。
4 仪表精度下降的原因及解决办法
4.1 仪表本体性能变化对精度的影响及解决办法
组成仪表设备的半导体有温度漂移的特性。所谓温度漂移, 是指测温点的温度虽没有变化, 但环境温度的变化会使仪表输出发生微小的变化。一次表和二次表接线过长(如温度变送器 TT 是一次表,工控机是二次表)、电缆质量变化等因素都会产生漂移。要消除漂移误差度影响, 应采取下列措施。
① 测温仪表系统精度必须保证在±0.2%, 关键是采用高精度的一次表, 同时采用一、二次表误差互补的方法, 即一次表如果负偏差 0.2℃, 就选择正偏差 0.2℃的二次表进行补偿, 这样互补组成的系统误差基本为零。
② 定期检查、校验进出站测温仪表系统。一次表的校验方式: 将标准水银温度计插入仪表保护套管内, 将测量现场实际温度与工控机显示温度进行对比, 然后根据对比数值计算出仪表系统误差, 并结合测温仪表系统由于气温变化产生的温度漂移,及时调校降低仪表本体误差。
4.2 影响仪表精度的外部条件及解决办法
影响因素主要为: 一次表安装不合理, 二次表环境温度不理想。解决办法: 正确安装一次表, 避免因安装不合理而产生的误差; 在室内安装空调、取暖设施, 确保二次表运行的环境温度在 17℃左右。
5 实例分析
2003 年, 某输油站燃油量增大。经调查, 发现调控室温度显示值与现场实际测量温度负偏差 3℃,即出站温度显示值比实际低 3℃。这样, 输油站就必须多烧燃油才能达到出站温度的要求。经查找和分析, 原因有以下两点, 同时制定了相应措施。
① 保护套管裸漏部分过长。一次表的测温元件(热电阻)需插入保护套管中测温, 一般保护套管漏出原油管道 80mm 左右, 而实际漏出 140mm; 且保护套管中的导热油过满, 已经超出输油管道外壁, 导热油变成了“导冷油”, 使热电阻测得的温度低于现场实际温度。可将导热油抽出一部分, 使它的平面低于原油管外壁, 并将保护管漏出的 140mm用毛毡包裹保温, 使温度提升了 2.5℃。
② 工控机在一次表进线端接入了防雷器, 偏差了 0.4℃数据。调整程序, 使温度提升了 0.3℃。最后, 仪表系统偏差小于 0.1℃, 仪表误差得到修正, 耗油降低。
作者简介: 刘伟, 高级工程师, 硕士, 1983 年毕业于管道学院管道工程专业, 主要从事管理工作。 E- mail: symoen@163.com
