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流量计系数法交接计量方法

发布时间:2015-08-10 00:00 作者:中国计量网 阅读量:2057

目前,流量计系数的应用主要采用区间法参与原油计量交接,即将流量计的流量范围分成3到5个检定点,按检定点进行检定,给出流量计系数,按检定点划分流量计系数区间,进行原油计量结算。由于流量计系数曲线是一条连续有规律的特性曲线,为了真实体现流量计实际运行情况,克服流量计特性曲线漂移所产生的误差,需对两次检定系数进行算术平均值法修正:在两次检定期间,在用流量计系数采用基本误差法进行计量结算,待第二次流量计检定结束后,取每台流量计各检定流量点此次与上次检定系数的算术平均值,作为此台流量计各检定流量点的系数。根据两次检定期间各台流量计每小时的平均流量,采用内差法确定流量计系数,按数据修约规则保留5位有效数字。用内差法确定的流量计系数乘以各台流量计用基本误差法计算的两次检定期间的交油质量,即为此台流量计两次检定期间的实际交油质量。两次检定期间实际交油质量的总和与采用基本误差法结算油量的总和的差量,在每次流量计检定结束后的油量结算中,多退少补,一次补齐。

1.油量计算基本公式

ma=Vi×(ρ20-0.0011)×〔MF×Cpi×Cti×(1-W)〕 (1)

式中:ma——原油在空气中的净质量,t;Vi ——流量计累积体积值,为流量计表头结束读数值减去开始读数值,m3;ρ20 ——原油的标准密度,g/cm3;MF ——流量计系数;Cpi ——原油体积压力修正系数;Cti ——原油体积温度修正系数;W——原油含水质量百分率。

2.计量参数读取规则

压力修正系数(Cpi)、温度修正系数(Cti)、标准密度(ρ20)、流量计系数按GB8170-1987《数值修约规则》进舍到不少于小数点后第四位;视密度读数精确到0.0001g/cm3;原油含水测定读数精确到0.000250;温度读数精确到0.1℃,平均温度精确到0.25℃;压力读数精确到50kPa;流量计累积体积值取数精确到0.001m3;原油在空气中的净质量(ma)按GB8170-1987进舍到1kg。

3.算例

先采用流量计检定时给出的流量计系数(MF),根据式(1)计算出相应油品质量。如:某计量站某台流量计运行8h,流量计累积体积量Vi=6480m3,原油的标准密度ρ20=919.8kg/m3,平均计量温度t=30℃,平均计量压力P=0.80MPa,原油含水率W=0.55%,流量计检定给出的流量计系数MF如表1所示,求出油品的纯油量、混油量和扣水量。

缺插图!

表1 某计量站某台流量计系数检定表

(1)首先计算流量计在某排量下的系数MF值,计算平均流量Q

Q=Vi/h (2)

式中:Vi ——流量计累积体积量;h——流量计累计运行时间。

得:Q=6480/8=810(m3/h)

根据表1利用内插法,计算出在810m3/h排量下的流量计系数

MF=0.9982+(810-600)×(0.9995-0.9982)/(900-600)=0.99911

(2)再求原油体积压力修正系数Cpi

Cpi=1/〔1-(P-Pe)×F〕 (3)

式中:P——原油计量下的压力(流量计表压),kPa;Pe——原油饱和蒸气压,运算时取Pe=0;F——原油压缩系数,L/kPa。

原油压缩系数F值按式(4)进行计算:

F=ex×10-6 (4)

其中,x=-1.62080+〔21.592t+0.5×(±1.0)〕×10-5+〔87096.0/ρ152+0.5×(±1.0)〕×10-5+〔420.92t/ρ152+0.5×(±1.0)〕×10-5,ex计算值应由式〔(ex×1000+0.5)×0.001〕准确到0.001。

式中:F——原油压缩系数,L/kPa;t——原油计量下的温度,℃;ρ15——原油在15℃时的密度,g/cm3;(±1.0)——当t≥0时为+1.0,当t<0时为-1.0。
由20℃时的标准密度换算成在15℃时的密度,可按GB1885-1980表ⅣA《石油20℃密度与15℃密度换算表》进行换算,查《石油20℃密度与15℃密度换算表》得ρ15=0.9228g/cm3;根据计量温度t=30℃和ρ15=0.9228kg/cm3,查《烃压缩系数表》得F=0.6418×10-6,则

Cpi=1/〔1-(P-Pe)×F〕=1/〔1-(800-0)×0.6418×10-6〕=1.0005,计算F值F=ex×10-6

x=-1.62080+〔21.592t+0.5×(±1.0)〕×10-5+〔87096.0/ρ152+0.5×(±1.0)〕×10-5+〔420.92t/ρ152+0.5×(±1.0)×10-5=-1.6208+(21.592×30+0.5)×10-5+(87096/0.92282+0.5)×10-5+(420.92×30/0.92282+0.5)×10-5=-1.6208+648.26×10-5+102278.691×10-5+14829.2876×10-5=-0.443237614
ex=e-0.4432376=1/e0.4432376=0.64195466,将ex精确到0.001,ex=(0.64195466×1000+0.5)×0.001=0.642,所以F=0.642×10-6kPa-1,则

Cpi=1/〔1-(P-Pe)×F〕=1/〔1-(800-0)×0.642×10-6〕=1.000513864=1.0005

原油压缩系数F值也可以查GB9109.5-1988附录C《烃压缩系数表》得出,查表时,按原油计量下的温度和15℃时的密度值(ρ15)进行。

(3)求原油体积温度修正系数Cti

根据计量温度t和标准密度ρ20,查GB/T1885-1998《原油体积修正系数表》得出原油体积温度修正系数Cti。

原油体积修正系数换算过程:在标准密度栏中查找已知的标准密度值,在温度栏中查找已知的计量温度值。标准密度值与计量温度值的交叉值即为体积修正系数值。如果已知的标准密度值介于两个标准密度值之间,则可采用内插法确定体积修正系数。但温度值不用内插,用较接近的温度值查表获得。如本例原油的标准密度ρ20=919.8kg/m3,计量温度t=30℃,则该原油的体积修正系数计算过程如下:

在GB/T1885-1998中找到相关部分,如表2所示。

缺插图!

表2 《石油计量表》60A-原油体积修正系数表(部分)

在标准密度栏中没有与919.8kg/m3对应的标准密度值,介于918.0~920.0之间,应采用内插法。在温度栏对应的30℃一栏、标准密度为918.0kg/m3所对应的体积修正系数为0.9927;相同温度下,标准密度为920.0kg/m3时所对应的体积修正系数为0.9927,采用内插法得到标准密度变化1kg/m3时所对应体积修正系数的变化量为VCF20=(0.9927-0.9927)/(920.0-918.0)=0.0000,则该原油的体积修正系数为Cti=0.9927+(919.8-918.0)×0.0000=0.9927,所以Cti=0.9927。

(4)求油品在20℃时对应的标准体积V20

V20=Vi×MF×Cpi×Cti=6480×0.9991×1.0005×0.9927=6430.1200(m3) (5)

(5)求含水油品质量m(混油量)

m=V20×(ρ20-0.0011)=6430.1200×(0.9198-0.0011)=5907.3512(t) (6)

(6)求纯油量ma(扣除含水后的油量)

ma=m×(1-W)=5907.3512×(1-0.55%)=5874.861(t) (7)

(7)求含水量ms

ms=m-ma=5907.3512-5874.861=32.490(t) (8)

(8)补量

由于流量计在长时间运行过程中,其流量计系数是变化的,有时变化很大。因此,上式计算称为流量计基本误差法,计算结果存在很大的不合理性,要对计算结果进行进一步修正(补量),根据每台流量计前后两次(半年或1个月)检定的基本误差平均值,和这一时间内按上述方法计算的累计纯油量,分别计算出各台流量计的补差油量。单台流量计补差计算公式为

mB=(mn×Ep)/100 (9)

式中:mB——补差油量,如果mB为正,则甲方补给乙方;如果mB为负,则乙方补给甲方;mn——按流量计基本误差法计算的累计纯油量;Ep——在某排量下前后两次检定的基本误差平均值。

例如,某交接计量站2#流量计在8月29日和9月21日两次检定结果如表3所示。在这一期间内,该台流量计累计运行480h,表头累计指示值为388800m3,日常按流量计基本误差法累计纯油量为352808.784t,这段时间内的原油补差量计算方法如下:

缺插图!

表3 某计量站某台流量计系数前后两次检定误差表

先计算这台流量计运行的平均排量,Q=388800/480=810m3/h;再根据两次检定结果计算在810m3/h排量下的基本误差平均值(内插法),8月29日检定后在810m3/h排量下的基本误差为Eq=0.18+(810-600)×〔0.050-0.180〕/(900-600)=0.089%,9月21日检定流量计器差调整前在810m3/h排量下的基本误差为EH=-0.227+210×〔-0.280-(-0.227)〕/(900-600)=-0.264%,基本误差平均值为Ep=(Eq+EH)/2=〔0.089+(-0.264)〕/2=-0.0875%。最后计算补差油量:mB=(mn×EP)/100=〔352808.784×(-0.0875)〕/100=-308.708t,因为mB为负,则乙方补给甲方308.708t原油。

采用基本误差补量法时,流量计检定间隔越短越好,如果以现行流量计检定周期半年进行补量计算,则流量计累计运行时间、流量计累积体积量及累计交接油量等统计工作量很大,又由于流量计在这么长时间内误差曲线的变化不一定为线性,可能带来附加误差,因此一般每间隔一个月或两个月,交接双方对流量计检定一次(不调整流量计器差)进行补量,待半年后用计量检定部门给出的检定结果再同前一个月交接双方检定的结果进行补量计算。

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