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涡轮流量计原油销售计量及质量测定标准应用探讨

涡轮流量计原油销售计量及质量测定标准应用探讨

时间:2019-10-25 09:27:55
摘 要:文章针对原油贸易计量中温度、压力测定及油量计算等标准应用中问题提出改进建议,运用含水测定标准加强接受器的质量检验,杜绝不合格器具使用。结合实践编制螺旋转子涡轮流量计等企业标准,指导现场使用与维护,延长运行周期。做好有机氯等原油质量检测标准的使用与改进,确保销售原油准确度和产品质量合格。
1 前言
销售计量和质量检测是原油生产、储运的非常终环节,其计量准确度和质量指标关系到贸易双方经济利益,该环节涉及标准规范、仪表器具、操作及检验环节较多,是原油贸易交接工作的重点。因此,确保销售原油质优量足、用户满意,不仅是提高企业生产经营管理水平的需要,也是维护双方经济利益的重要工作。
江苏油田采油一厂地处水网地带,年产约 65 万吨原油经过商品化处理后,通过分布于扬州、泰州等两市三县内刘陆、沙埝、周 41 等五个集输站库,就近装船水运到相关炼厂。原油外销呈批次多,批量少,油量结算频繁等特点,通过近年来原油销售过程中的实践和体会,进行总结与交流,以提高原油贸易管理水平。
2 原油计量标准应用与实践
原油是一种物理和化学性质较复杂的工业原料,在生产、储运与销售过程中受温度、压力及环境等因素影响较大,不按@@@照标准规范进行储运和交接,会导致计量误差增加,影响产品质量。GB/T 17291 规定我国以 20℃,101.325kPa 为标准参比条件,通过体积、温度和压力计量,密度、含水等基本数据测定,计算获得原油体积和质量。涉及的相关标准如图 1。在此环节涉及涡轮流量计、密度计、温度计、压力表、天平、储油罐等十多种计量器具和计量操作,正确的取值与计算,能够保证原油综合计量误差≤ ±0.35%。
2.1 相关原油计量标准应用问题与改进建议
2.1.1 油量计算标准中压力取值改进建议
GB/T 9109.5-2017《石油和液体石油产品动态计量》附录 A2.2 规定测温、测压点应选在距离涡轮流量计的出口非常近处 , 并在 6.2.2.4 确定“计算 Cpl 时,油品的计量压力可取涡轮流量计出口压力的平均值计算”。而现场各式容积式涡轮流量计在依靠流体推动转子过程中会产生一定压损,如联盟庄集输站 DN150 口径 UF- Ⅱ螺旋转子涡轮流量计,在动力粘度 50mPa.s、1.5 MPa 工作压力、150m 3 /h 状态下,根据压力损失曲线,会产生约 0.05 MPa 压力损失,按照标准附录 B 计算涡轮流量计前后压力修正系数 Cpl 分别为 1.0012 和 1.0011, 误差约0.01%。因此取涡轮流量计前压力计算油量,不能真实表现计量状态,建议取过滤器与涡轮流量计之间的压力的平均值作为计算量值。
2.1.2 温度测定标准建议与改进
温度是原油计量的关键参数,GB/T8927-2008《石油和和液体石油产品温测量 手工法》描述“温度测量误差构成石油和液体石油产品数量测量误差的较大部分,这一点无论怎样强调都不过分”,但GB/T 8927-2008 前言部分已经注明“固定式平均温度计测量油品温度和管线手工测温不再作为本标准内容”,实际已明确此标准仅适用于静态计量。但 GB 9109.5-2017 的 5.3 项只明确温度计量器具准确度要求,在 A2.2 规定“测温、测压点应选在距离涡轮流量计的出口非常近处”,没有规定管线温度计的安装和测量方法。在实际应用中管线温度测量受环境、气候、管线长度等因素影响较大,目前现场通用做法是测温部位要求在室内,测温孔选在输油泵和涡轮流量计之间适当位置,以 45o 角迎流插入管线内径 1/3 处,测量温度要先读小数后读大数。因此建议 GB/T 8927 等标准增加油品管线温度计量方法。
2.1.3 G B 9110 等油量计算标准引用问题
目前储油罐静态计量有GB 9110-1988《原油立式金属罐计量油量计算》和 GB/T19779-2005《石油和液体石油产品油量计算 静态计量》两个标准。在现场实践中GB 9110-1988 已经缺乏可操作性,主要有以下原因,一是文本中引用的 GB 1884、GB 1885 已经制修订,如石油体积系数 K值已由 GB 1885-1998 表 60A 中 VCF20 代替。二是相关参数录取规则与配套标准不匹配,如油品水分测定要求“符合 GB8929《原油水含量测定法》,测得值应准确读到水分接受器的一个刻度”,而新修订 GB 8929-2006 要求“水含量结果修约到 0.025%”。建议对 GB 9110-1988 进行修订或明确由 GB/T 19779-2005 代替。
2.2 用标准指导计量器具配备及使用
2.2.1 依靠标准杜绝不合格含水化验接受器使用
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计量器具是实现准确计量的物质基础,如果采用伪劣或不合格计量器具,使用错误的操作方法,就会产生较大的计量误差。按照 GB/T 8929-2006《原油水含量的测定 蒸馏法》配备 5mL 含水接受器必须符合标准文本图 1 要求,而图 2 为某集输站一支用于原油含水测定的接受器,其尺寸与标准明显不符。
目前测定油品含水测量主要采用 GB/T 260 和 GB/T 8929 二个标准,但后一种针对原油含水测定,因接受器采用虹吸管结构,使原油中水分的回收率较高,检验结果为贸易双方普遍接受。图 2 中 B 接受器虹吸管规格不符合标准要求,增加馏分油的回收阻力,导致水分测定值低于实际值,同时在高温条件下容易因气阻产生冲样,存在安全隐患,B 接受器检查后立即销毁。新接受器经检定合格首次使用前,须进行密封性和回收试验,正常使用中要保持内腔清洁、干燥,刻度示值清晰。因此,使用单位和供应部门按照标准进行检验与验收,杜绝不合格及伪劣计量器具的使用,确保外输原油含水率等数据准确测定。
2.2.2 制订企业标准指导外输涡轮流量计使用
与维护
涡轮流量计是原油计量的重点器具,针对外输原油批次多,密度、粘度范围大的实际,经过调研和筛选,选用国内某合资公司生产的 UF- Ⅱ螺旋转子涡轮流量计(以下简称UF -Ⅱ),UF -Ⅱ所采用螺旋转子结构,具有压损低、适应范围广,重复性好,量程比高等特点,尤其是器差调整装置采用了 9 组油浸锥形齿轮系结构,传动精准,微调误差 ±0.05%,机械磨损低(详见图3)。但 UF- Ⅱ在现场因操作维护不当,出现如下问题:
(1)过滤网规格确定问题。因原油动力粘度 >50 mPa.s,过滤网太密会增大涡轮流量计压损,太稀则无法保证原油纯净度要求,机械杂质易卡堵螺旋转子,经过试@@@验确定涡轮流量计压损≤ 50kPa,选择 40 目滤网。
(2)UF- Ⅱ 82 型涡轮流量计排气问题。原油饱和蒸汽压改变会因闪蒸产生气体,UF- Ⅱ 82 使用前须排除石墨轴承密封盖内的气体,因为石墨轴承的优点是耐磨系数高,缺点是不耐高温,易脆,如不及时排除气体,转子轴与轴承运行过程中磨擦产生的热量因气穴阻隔,形成局部高温,导致石墨轴承损坏(详见图 4)。如 某 联 合 站 一 台 编 号 82-096 UF-Ⅱ 82 涡轮流量计 2012 年 4 月检定合格,6 月中旬外输量与储油罐比对误差 >3%(标准< ±0.2%),超过了≤ ±1% 的误差范围,并运行时声音异常,对此技术部门通知立即停用,启用备用涡轮流量计。随后经过体积管在线测试,其准确度为 -0.23%,检定与测试数据见表 1
联系厂家技术人员现场检查发现四个石墨轴承均不同程度碎裂,原因是近期油罐工艺问题进入气体且没有及时排除,致使 UF- Ⅱ超量程空载运行产生故障。针对上述问题,组织技术人员编制了 Q/SHJS 0487《UF—Ⅱ螺旋转子涡轮流量计使用及保养规程》企业标准,通过现场指导使用,杜绝了错误的操作方式,延长了涡轮流量计使用寿命和精度稳定性,年节省外修费用 10 多万元。如 82-096 涡轮流量计于2012 年 6 月维修后,遵循标准规定的使用维护方法,使用 5 年多来,在不调整器差情况下,保持了良好的精度稳定性与检定数据重复性。
3 质量测定标准的应用与完善
原油有机氯超标,会给炼油装置带来严重的氯腐蚀及安全运转问题,因此,有机氯含量是确定原油质量的关键指标。按照 Q/SH 0564《自产原油》要求,2013年以来,江苏油田采油一厂运用 GB/T18612-2011《原油有机氯含量测定》等标@@@准,开展有机氯测定工作,确保有机氯含量< 1mg/kg。
3.1 原油有机氯测定标准完善与改进。
GB/T 18612 标准规定采用 GB/T 6536方法获得原油中初熘点~ 204℃石脑油,再按照方法 B 燃烧氧化微库仑法测定有机氯。现场实践中,204℃前只能分析原油全馏程中约 70% 有机氯,方法正确但缺乏代表性。因此,Q/SH 0564 规定按照GB/T 18612 方法,测定初熘点~ 204℃和204℃~ 320℃二段馏分有机氯含量,再按照馏分总收率计算有机氯含量,2017 年标准修改为直接测定初熘点~ 320℃有机氯含量。
3.2 制订操作规范,提高标准应用效果
有机氯测定环节多、时间长、技术要求高,为确保测定准确、高效,避免操作失误,编制了《采油一厂原油有机氯检测操作规范》对样品的录取、均化,馏分油的洗涤、提纯,器具配备、检定和维护,数据计算确认等步骤进行规范,确保检测数据重复性误差≤ ±5%。通过源头把关、过程跟踪和外销管控,切实履行“每一滴油都是承诺”的质量目标,杜绝了有机氯超标事件发生。
4 结束语
标准是原油生产销售和质量控制的准则与指南,针对网络化逐渐普及生产岗位的实际,将原油计量与质量标准的纸质和电子文本配备到操作和化验岗位,并将标准的学习与实践溶入岗位培训和技术竞赛,提高标准贯彻效果。
加强原油销售计量与质量标准在应用中监督考核,如沙 20 集输站输前样含水<0.3% 才能输油,刘陆集输站针对瓦庄原油物性复杂,容易产生含水率波动问题,在输油过程中 2h 监控分析含水,确保外输原油质优量足,几年来贸易计量纠纷明显减少,提高了企业信誉和生产管理水平。
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