摘要：介紹了科里奧利質(zhì)量流量計(jì)工作原理、特性,以及在油品貿(mào)易交接計(jì)量中的成功應(yīng)用。由開始在碼頭成品油裝船貿(mào)易交接計(jì)量,擴(kuò)展到成品油鐵路槽車裝車成品油汽車槽車裝車、液化氣汽車槽車裝車等貿(mào)易交接計(jì)量及液化氣、丙烯管道輸送貿(mào)易交接計(jì)量的應(yīng)用。
0引言
石油化工行業(yè)生產(chǎn)過程中的物料平衡、管理中的經(jīng)濟(jì)核算以及油品貿(mào)易交接過程中的計(jì)量,大都是以質(zhì)量單位為基準(zhǔn)的。采用差壓式、容積式、速度式流量計(jì)以及檢測容量的方法如油罐的人工檢尺等手段測得的都是流體的體積流量,隨著工況的變化,流體的一些特性參數(shù)如溫度、壓力、黏度、密度等因素都會(huì)發(fā)生變化。在工況變化大的場合,上述測量方法往往達(dá)不到正確測量流體質(zhì)量流量的目的。因此，開發(fā)和使用直接式質(zhì)量流量計(jì),對于油品貿(mào)易交接計(jì)量和過程控制有著重要的意義。
由科里奧利質(zhì)量流量計(jì)具備了正確性和穩(wěn)定性、直接質(zhì)量流量測量等特點(diǎn),避免了傳統(tǒng)的體積流量測量方法因受到溫度、壓力、黏度、密度等因素的影響而難以真正達(dá)到所標(biāo)稱的測量精度,改變了傳統(tǒng)精度高流量計(jì)依靠機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)和傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)流量的傳遞方法。所以，質(zhì)量流量計(jì)已經(jīng)在油裝船、機(jī)務(wù)成品油鐵路槽車裝車、發(fā)油站成品油汽車槽車裝車、氣體車間液化氣汽車槽車裝車以及液化氣分別向合成分廠、市煤氣公司管道輸送等貿(mào)易交接計(jì)量、裝置內(nèi)部物料傳輸計(jì)量核算等方面已得到廣泛的成功應(yīng)用。
1.質(zhì)量流量計(jì)的工作原理
質(zhì)量流量計(jì)是根據(jù)科里奧利效應(yīng)制成的,由傳感器及變送器兩部分組成。傳感器結(jié)構(gòu)很多,有的是兩根平行的∪型管,有的是兩根Ω型管,有的是兩根直管。它們都是在管子上外加電磁激勵(lì)，使其測量管振蕩,當(dāng)流體流過測量管時(shí),在科里奧利力的作用下,測量管會(huì)發(fā)生扭曲變形,通過測量管子的變形量,以直接或間接測量在旋轉(zhuǎn)管道中流動(dòng)流體產(chǎn)生的科里奧利力就可以測得的質(zhì)量流量。流量為零時(shí),即介質(zhì)靜止不流動(dòng)時(shí),兩根測量管同相振動(dòng),無相位差,如圖1所示。有介質(zhì)流經(jīng)測量管時(shí),測量管人口處振動(dòng)減速,出口處振動(dòng)加速。流量越大,相位差也越大,處于人口和出口處的電磁式相位傳感器記錄測量管的振動(dòng)相位。兩根測量管的反相振動(dòng)可確保系統(tǒng)平衡,如圖2所示。
2質(zhì)量流量計(jì)的特性
科里奧利技術(shù)在油品貿(mào)易交接應(yīng)用方面的市場占有率迅速增高,其主要原因如下:長期以來的精度高和重復(fù)性、多功能性、可靠性、耐固體顆粒性,以及低壓損和高性能等特點(diǎn)。
1)精度高和重復(fù)性
質(zhì)量流量計(jì)即使在較高量程比和流體密度、黏度和成分不斷改變的流體條件下也具有精度高和重復(fù)性,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),有助于解決零點(diǎn)穩(wěn)定性問題,確保其能在大量程范圍內(nèi)保持正確性。
2)多功能性
在量程比高及和流體特性無關(guān)的儀表因素之間,科里奧利流量計(jì)還具備眾多功能。原來不同的產(chǎn)品需不同的儀表測量，而一臺(tái)科里奧利流量計(jì)通�？蓽y量多類產(chǎn)品。這尤其適用于綜合性產(chǎn)品管線應(yīng)用。
和其它技術(shù)的流量計(jì)不同的是,質(zhì)量流量計(jì)無需整流和儀表保護(hù)方面的安裝需求。因此它們安裝方便、成本經(jīng)濟(jì),可安裝于任何地方。
3)可靠性
科里奧利傳感器內(nèi)無可動(dòng)部件,能夠保持其無需維護(hù)的長期完整性,提高質(zhì)量流量計(jì)的使用壽命。鑒于其可靠性高，許多國家的計(jì)量機(jī)構(gòu)減少了對其的標(biāo)定要求,而其它類型流量計(jì)是要強(qiáng)制進(jìn)行的。
4)耐固體顆粒性
流體中固體顆粒能經(jīng)過流量計(jì),而不影響其測量精度。但是,為了防止侵蝕流量計(jì),應(yīng)正確選型以防止?jié)撛谀ノg性固體顆粒高速通過流量計(jì)。
5)低壓損
早期的質(zhì)量流量計(jì),需要平衡精確度和壓損。自艾默生高準(zhǔn)推出數(shù)字處理以來,這種平衡已全部消失。數(shù)字處理型高準(zhǔn)科里奧利流量計(jì)在大量程比下具有更高的基線精度,因此在低壓損情況下仍能超出貿(mào)易交接計(jì)量精度要求。
6)在夾氣應(yīng)用中性能出眾
由于無可動(dòng)部件，科里奧利流量計(jì)不會(huì)在夾氣環(huán)境中受損。另外,通過采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),科里奧利流量計(jì)在流量測量方面取得了巨大進(jìn)步,其誤差由20%降低至不到1%。
3質(zhì)量流量計(jì)是油品貿(mào)易交接計(jì)量的理想選擇
質(zhì)量流量計(jì)具有直接、實(shí)時(shí)測量介質(zhì)質(zhì)量、密度溫度和精度高(達(dá)0.1%)的特點(diǎn)。質(zhì)量流量計(jì)測量整個(gè)流體的在線實(shí)時(shí)質(zhì)量流量、在線實(shí)時(shí)密度、在線實(shí)時(shí)溫度,并同時(shí)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)補(bǔ)償。因此,科里奧利質(zhì)量流量計(jì)不受過程介質(zhì)溫度、密度變化的影響。一經(jīng)投人使用,它的測量結(jié)果是客觀的。同時(shí),質(zhì)量流量計(jì)安裝在發(fā)油管線終端,直接計(jì)量裝船、裝車的油品,包括管線存油。所以,質(zhì)量流量計(jì)是測量油品貿(mào)易交接計(jì)量的理想選擇。
4做好質(zhì)量流量計(jì)的定期維護(hù)工作
選擇了質(zhì)量流量計(jì),還要確保它的良好工作狀態(tài),才具備質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行貿(mào)易交接計(jì)量的條件。
1)堅(jiān)持定期檢查、維護(hù)
定期巡檢設(shè)備,收集質(zhì)量流量計(jì)的報(bào)警信息，發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)處理。一是瞬時(shí)體積流量不設(shè)置最小流量切除,便于巡檢時(shí)檢查質(zhì)量流量計(jì)零位的偏差。當(dāng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量流量計(jì)零位偏離零位值過大時(shí),進(jìn)行零位確認(rèn),零位確認(rèn)選擇在裝船或裝車過程中暫停或結(jié)束后馬上進(jìn)行(此時(shí)油品溫度與裝船時(shí)溫度接近)。進(jìn)行零位確認(rèn)前還建議保持管線壓力與裝船時(shí)壓力相同，關(guān)嚴(yán)質(zhì)量流量計(jì)前后閥門。二是作為貿(mào)易交接計(jì)量的質(zhì)量流量計(jì),應(yīng)定期對質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行零位確認(rèn),一般情況下,夏季每月一次,冬季環(huán)境溫度變換較大時(shí),每周一次。
2)堅(jiān)持定期分析計(jì)量數(shù)據(jù),并及時(shí)處理
為了確保質(zhì)量流量計(jì)測量的準(zhǔn)確率,解決計(jì)量為了加強(qiáng)油品貿(mào)易交接計(jì)量的監(jiān)督管理,減少油品貿(mào)易交接計(jì)量糾紛,已經(jīng)于2004年夏季將4個(gè)碼頭質(zhì)量流量計(jì)裝船的各項(xiàng)數(shù)據(jù)(如溫度、密度、瞬時(shí)質(zhì)量及體積流量、累積質(zhì)量及體積流量、零位等),用數(shù)字通訊的形式引人八七罐區(qū)操作室DCS系統(tǒng)進(jìn)行記錄,再通過公司的局域網(wǎng),傳輸?shù)焦镜母鞔筇幨胰?計(jì)量中心、銷售等,都能第---時(shí)間了解和掌握油品裝船、裝車的情況，便于事后進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)分析、判斷和處理,也大大減少了油品貿(mào)易交接計(jì)量的糾紛。
3)堅(jiān)持質(zhì)量流量計(jì)定期檢定
根據(jù)JJG897-95《質(zhì)量流量計(jì)》規(guī)定,用于貿(mào)易結(jié)算的流量計(jì)檢定周期不超過一年。在質(zhì)量流量計(jì)裝船使用過程中爭議大時(shí),也可以隨時(shí)拆下流量計(jì)送檢。但是,質(zhì)量流量計(jì)離線檢定用的介質(zhì)、工況與實(shí)際使用時(shí)情況不同，檢定后又存在運(yùn)輸震動(dòng)，重新安裝又存在安裝應(yīng)力,其計(jì)量精度受到較大影響,甚至達(dá)不到貿(mào)易交接計(jì)量的要求。碼頭油品裝船大都是采用大口徑的質(zhì)量流量計(jì),體積大、重量沉,現(xiàn)場安裝密集,作業(yè)空間狹小，拆卸、安裝質(zhì)量流量計(jì)非常困難,也不利于安全生產(chǎn)。
目前,作為貿(mào)易交接計(jì)量安裝使用的質(zhì)量流量計(jì)已經(jīng)達(dá)144臺(tái)。因此,為了保證質(zhì)量流量計(jì)的準(zhǔn)確性,確保油品貿(mào)易交接計(jì)量不發(fā)生糾紛,維護(hù)雙方的合法利益,有必要引進(jìn)質(zhì)量流量計(jì)在線實(shí)液檢定裝置。
5質(zhì)量流量計(jì)在我公司油品貿(mào)易交接計(jì)量應(yīng)用案例
1)大口徑的質(zhì)量流量計(jì)在碼頭成品油裝船貿(mào)易交接計(jì)量中的應(yīng)用
碼頭質(zhì)量流量計(jì)分別使用在柴油、汽油、石腦油軍柴、航煤、苯乙烯、甲苯、二甲苯、液化氣、潤滑油、硫磺等十幾種產(chǎn)品的貿(mào)易交接計(jì)量的流量測量系統(tǒng),如圖3所示。在碼頭裝船測量系統(tǒng)中,質(zhì)量流量計(jì)運(yùn)行應(yīng)用有單臺(tái)測量、兩臺(tái)并聯(lián)測量還有三臺(tái)并聯(lián)測量的。
2)在鐵路槽車成品油裝車貿(mào)易交接計(jì)量中的應(yīng)用
圖4是質(zhì)量流量計(jì)在機(jī)務(wù)車間鐵路槽車自動(dòng)裝車流量測量系統(tǒng)的應(yīng)用,圖5是質(zhì)量流量計(jì)分別在鐵路槽車柴油、軍柴、航煤、苯、甲苯、二甲苯等產(chǎn)品小鶴管裝車流量測量系統(tǒng)的應(yīng)用。
3)在汽車槽車成品油裝車貿(mào)易交接計(jì)量中的應(yīng)用
圖6是質(zhì)量流量計(jì)分別在發(fā)油站汽車槽車柴油、汽油裝車和氣體車間液化氣、丙烯裝車流量測量系統(tǒng)貿(mào)易交接計(jì)量中的應(yīng)用。
此外,在氣體車間球罐區(qū),質(zhì)量流量計(jì)還分別應(yīng)用在液化氣、丙烯管道輸送到市煤氣公司、合成分廠的貿(mào)易交接計(jì)量中。出單率全部都是以質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。
6結(jié)束語
1)質(zhì)量流量計(jì)直接測量介質(zhì)質(zhì)量流量,一經(jīng)投人使用,其測量結(jié)果是客觀的。因此,質(zhì)量流量計(jì)是油品貿(mào)易交接計(jì)量的理想選擇。
2)使用質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行油品貿(mào)易交接計(jì)量,地提高裝船、裝車的工作效率。
3)使用質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行油品貿(mào)易交接計(jì)量,計(jì)量糾紛明顯減小。質(zhì)量流量計(jì)工作穩(wěn)定、精度高(達(dá)0.1%),客戶認(rèn)可�，F(xiàn)在碼頭油品裝船使用質(zhì)量流量計(jì)開單率達(dá)98.33%,油品裝車使用質(zhì)量流量計(jì)開單率達(dá)99.99%。
4)把成品油鐵路槽車裝車、汽車槽車裝車質(zhì)量流量計(jì)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)(如溫度、密度、瞬時(shí)質(zhì)量及體積流量、累積質(zhì)量及體積流量零位等)，用數(shù)字通訊的形式引人DCS系統(tǒng)進(jìn)行記錄,再通過局域網(wǎng),傳輸?shù)焦镜母鞔筇幨胰?計(jì)量中心、銷售公司等,使這些部門都能第--時(shí)間了解和掌握油品裝船裝車的情況，便于事后進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)分析,判斷和處理,也確保油品貿(mào)易交接計(jì)量管理更加趨于完善。
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