原油动态计量交接流量计系数方法应用研究

   2024-03-11 互联网840
核心提示:一、前言  目前国内较大流量原油的交接计量,一般采用容积式流量计和在线体积管,实现连续计量及在线实液检定。由于配置了在

    一、前言

  目前国内较大流量原油的交接计量,一般采用容积式流量计和在线体积管,实现连续计量及在线实液检定。由于配置了在线体积管,使得采用流量计系数法进行油量交接成为可能。

    流量计系数法是流量计基本误差的一种处理方法,即利用标准检定装置给出流量计检定系数(流量计的液体实际体积与流量计指示体积的比值),参与原油计量结算,减少因流量计误差曲线漂移造成的误差。在国内,原油的交接计量大多使用以腰轮流量计、刮板流量计为代表的容积式流量计,根据流量计的实际运行情况,对流量计进行定期检定,科学使用流量计系数,进行误差补偿,以保证计量数据准确可靠。

    二、影响流量计系数的因素

  当以流量计进行交接计量时,运行工况与检定工况在大部分时间里是不一致的。由于运行工况千差万别,在实际工作中,发现介质的粘度、温度、压力对流量计系数影响较大。

    1、原油粘度

    计量腔漏失量与计量室的液体粘度成反比关系,即流经流量计的液体粘度越大,漏失量越小,引起流量计基本误差向正方向增大,流量计系数减小;反之,粘度越小,漏失量越大,引起流量计基本误差向负方向增大,流量计系数增大。根据《流量测量手册》容积式流量计的不同粘度流量的误差特性曲线,当流量一定时,粘度为1mPa·s的流体的计量误差为0,粘度为0.7mPa·s的流体的计量误差会超过-0.2%,粘度若达到20mPa·s的流体的计量误差会超过0.2%。可见,介质粘度对流量计计量误差或流量计系数的影响十分明显。

    2、原油温度

    液体在流经流量计的计量腔时,为使液体推动转子灵活自如地转动,流量计转子与壳体间有一定的间隙,而且因流量计材质不同受不同温度条件影响发生变化,因此产生一定的漏失量:

    流量计信息网内容图片   (1)

    式中 E———流量计试验时产生的误差;

   E1———流量计检定条件下的误差;

   β———流量计腔体材质体积膨胀系数,℃-1;

   t———流量计试验时的原油温度,℃;

   t1———流量计检定时的原油温度,℃。

    当流量计腔体材质为铸钢时,β可取为3.6×10-6℃-1,当温度由检定时的38℃降到平时的30℃时,对流量计基本误差的影响为:

    流量计信息网内容图片    (2)

    代入数值后,误差为0.03%,即当输油温度比检定温度降低时,引起流量计基本误差向正方向增大,流量计系数减小,同时,原油粘度与温度成反比关系,温度降低,原油粘度增大,流量计漏失量也下降,引起基本误差向正方向增大,流量计系数减小。

    3、原油压力

    计量腔漏失量与计量室的工作压力成正比关系,即流量计的工作压力越大,漏失量越大,引起流量计基本误差向负方向增大,流量计系数增加;反之,工作压力越小,漏失量越小,引起流量计基本误差向正方向增大,流量计系数减少。

    三、流量计运行曲线

  流量计运行曲线是根据流量计检定周期内不同流量点与相应系数值的变化情况来进行绘制的,能够较好地分析影响流量计的各种因素以及流量计系数的变化趋势。

    中国石油天然气管道公司是较早实行流量计系数法进行油量交接的企业。以管道公司某首站为例,根据交接双方签定的原油交接计量协议,每半个月双方进行一次自行检定,每三个月由国家原油大流量检定站对流量计进行一次周期检定。在自行检定中,为了减少温度、压力、粘度等因素对流量计系数的影响,一旦发现流量计精度超差,立即请国家原油大流量检定站进行复检与精度修正,以保证流量计在允许的精度范围内运行,并对检定周期内的每台流量计绘制出运行曲线。

    图1为根据流量计检定周期内不同流量点与相应系数值(见表1)的变化情况来进行绘制的某首站4号流量计运行曲线。经过统计分析检定周期内每半个月自检的流量计系数,由于受影响流量计系数的各种因素的影响,发现约70%的数据变化较大。

流量计信息网内容图片

流量计信息网内容图片

图1 2003年检定周期内的4号流量计运行曲线

    四、流量计系数的使用方法

  1、 区间定值法

    该方法简单易懂,便于操作,是最早使用的方法。目前流量计系数的应用,主要还是采用区间定值法(见图2)参与原油计量交接,即将流量计的流量范围分为3~5个检定点,按检定点进行检定,给出流量计系数,再按检定点划分流量计系数区间,进行原油计量结算。以表1中1月9日的数据为例,流量计流量全程分为三个区,低流量区在300m3/h以下,中流量区在300~500m3/h之间,高流量区在500m3/h以上。当工作流量在低流量区,流量计系数取FMq250,以1月9日数据为例是0.9996;当工作流量在中流量区,流量计系数取FMq400,以1月9日数据为例是0.9997;当工作流量在高流量区,流量计系数取FMq600,以1月9日数据为例是1.0002。

流量计信息网内容图片

图2 区间定值法

    2、区间内插法

    随着使用流量计系数经验的不断积累,对流量计系数与流量的变化有了新的认识,在某区间内按线性变化的统计概率增大,因此采用了区间内插法,是目前使用流量计系数的主流方法,见图3。以表1中1月9日的数据为例,在检定范围内流量计流量分为两个区,分别是250~400m3/h和400~600m3/h,工作流量下的流量计系数在所在流量区进行内插取得。以1月9日数据为例,若工作流量为500m3/h,其流量计系数为0.9997+(0.9997-1.0002)/(400-600)×(500-400)=1.0000。

流量计信息网内容图片

图3 区间内插法

    3、 时间更替法

    流量计系数不仅与流量相关,还与时间密切相关。由于时间发生了变化,检定的环境(主要是温度、压力、粘度)也会有较大的变化。为了客观反映与时间的关系,定期对流量计进行检定,认为所产生新的流量计系数与以前的不相关即可使用,这种方法即时间更替法。时间更替法简单易懂,方便操作,是早期使用的方法,也是目前普遍使用的方法。

    4、万分之五趋势法

    在采用时间更替法中,发现检定之间并不是孤立存在的,而是有联系的。在相同的检定条件下,流量计系数发生较大的变化是不正常的,对新产生的流量计系数不进行认真的分析就直接采用过于草率,因此采取了比较的方法。该方法是在周期检定之后,交接双方定期对流量计进行自行检定,本次检定与所使用的流量计系数变化一旦超过万分之五,就使用本次检定流量计系数,否则所使用的流量计系数不更新。

    5、流量计复线性趋势法

    万分之五趋势法是科学的方法,反映了流量计系数与时间的关系,交接双方较为认同。但在使用中发现,比较区间采用流量计复线性更为科学,若超出了复线性,证明流量计以及检定环境发生了较大的变化,流量计系数必须更新。因此用流量计的复线性作为比较区间,超出规定的范围必须进行更新,否则继续使用原流量计系数。

    五、结束语

  影响交接计量准确性的因素很多,在消除不利因素的同时,应考虑到因方法的不得当而影响了交接计量的准确性。通过对流量计系数使用方法的不断摸索与应用研究,表明流量计复线性趋势法更为科学且易于操作和掌握。


 
举报收藏 0打赏 0评论 0
 
更多>同类资讯
推荐图文
推荐资讯
点击排行
网站首页  |  关于我们  |  联系方式  |  使用协议  |  版权隐私  |  隐私政策  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  积分换礼  |  RSS订阅