浅析管输油料计量交接误差及措施
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浅析管输油料计量交接误差及措施
摘要: 管输油料计量交接误差的可控性对监控管线安全和经营安全有着重要意义。本文以调查实例分析了管输油料的计量交接误差。结果表明误差的产生是多种因素造成的，其中计量方法所产生的误差是主要因素，测量器具所产生的误差是次要因素。根据对误差产生原因的分析，提出了降低管输油料交接计量误差的措施。
关键词：管输油料；计量交接；误差分析。
1 概述
油料运输交接过程中存在误差虽然是不可避免的，但是可以通过分析误差产生的原因和采取必要的措施尽可能降低误差。国内就油料运输交接有相应的操作规程，比如《罐内液体石油产品》（JJF1014-1989），一些科研人员也就这一问题进行了分析讨论。比如刘国胜和高鹏飞[1]探讨了立式金属储罐静态计量交接误差产生的原因，同时提出了相应提高准确性的措施。**公司管线全长8.9公里，落差140米，管线不能保持满装。在管线投入使用前期阶段，两方交接连续出现负误差较大的情况。虽然通过保压试验说明管线无漏油现象，但是交接所产生的较大误差是由什么造成的还需要进一步的调查分析。通过对计量器具、计量罐、测量方法、工艺流程等方面展开调查，发现了一系列影响计量交接误差的因素。以下是结合此次调查实例对管输油料计量交接产生较大误差进行了深入分析，同时就出现的问题给出了相应的应对措施。
2 引起管输油料计量交接误差的原因分析 2.1 计量罐基准板处罐底弹性变形。在调查中发现发油罐发油后的参照高比发油前参照高少了12mm，对油罐的参照高进行了不同液位下的测量，液位从10m下降至2.3m区间内，参照高始终未发生变化，参照高变小发生在液位2.3m至发油后高度0.85m之间。参照高的变化对计量结果的影响分析：a.在液体静压力作用下（从高液位到低液位）基准板处底板局部拱起引起参照高度变小，则基准板局部变形产生的排量可忽略不计，实际发油高度为：H发=H发前-H发后-12；而发方计算发油高度为：H发=H发前-H发后，显然多计算了12mm的油。b.在液体压力作用下（从高液位到低液位）罐底大面积拱起或整体拱起，这种情况就必须考虑变形产生的排量影响，它对计量结果的影响与参照高的影响是相反的。经调查发油罐的罐底结构为向下的锥形底，罐底全部坐落在罐基上，检定人员在罐内测量时未发现明显的拱起变形，按照设计规范大面积拱起变形也应该是不存在的。同时在发油后余油的压力作用下，罐底局部变形应有部分的消除。综上分析罐底排量对体积的影响应很小，误差主要是计量板处罐底纵向位移所带来的。按照大容量检定规程最小测量容量高度2米计算，且基准点的拱起在这个发量高度范围内，则位移带来的误差为：12/2000=+0.6%,远远超过油罐计量结果准确度不应低于±0.35%的规定。按批次发量约为12m计算，且基准点的拱起在这个发量高度范围内，则位移带来的误差约为0.1%。，《立式金属罐容量检定规程》规定容量为700m3以上的立式金属罐，检定后总容量的扩展不确定度为0.1%，显然位移带来的误差是无法忽略不计的。对收方业务油库的5个油罐的参照高在高液位和低液位进行了测量，除5000m3的2号罐参照高有8mm的变化，其它都没有变化，说明这种情况并不是普遍现象。按照1年接收30次计算，给收方造成的损失约为222m3。
2.2 油品静压力修正。由于液体的静压力作用，罐体必然发生弹性变化，使罐的容量增大，该增大值称为液体静压力效应修正值，计算油品体积时时应对其进行修正。而调查中发现收方计算油品体积时未计算油品静压力，经计算收放接收7000m3的油，静压力造成的体积增大量约6.7ｍ３，造成约5吨的虚亏量。
2.3 油品在储油罐中分层所造成的取样误差。在调查中发现收方采用阀瓣取样器取样，且下落至到取样点后未上下反复提拉，所取的混合油样密度比加权平均值明显偏小，而模拟油罐收油比例混合后油样的密度与加权平均值基本一致，按照收方的取样方法和可控取样器取样进行比对试验（实验结果见表1），从实验结果可以看出两种取样器取得的上部样标密相差不大，而中下部样的标密则有明显差异。比对结果证明收方使用阀瓣取样器在取中部和下部样时，先进入取样器的上部轻质油样并未得到充分的置换，造成中下样部密度偏小。收油方立式油罐计量通常取上部样、中部样、下部样等比例的混合，而对于非均匀分布（分层）的情况，按照这种方法取样所取得样品往往没有代表性，当分层密度相差较大时，常会带来较大的误差。以一次收油为例：按照上、中、下部取样的密度为792.2 kg/m3，增加取样层数后样密度为795.2 kg/m3，造成14.661t的虚亏量。
表1 油罐不同部位取样误差 可控取样器
（kg/m3） 阀瓣取样器
（kg/m3） 标密差值
（kg/m3）
上部样 786.1 786.3 +0.2
中部样 789.0 787.2 -1.8
下部样 789.2 787.1 -2.1
2.4 计量器具和测量环境引起的计量误差。发方在用的计量器具有检定证书，在有效期内，但在外观检查时发现测深钢卷尺在5m处有约6mm镶接的情况，如果发油前计量在5m以上，发油后在5m以下，必然造成6mm的发油虚量。此外还发现温度计有断柱的情况。收方在罐顶进行密度测量，《原油和液体石油产品密度实验室测定法》规定装有试样的量筒应垂直地放在没有空气流动的地方，在整个试验期间，环境温度变化应不大于 2℃，两次试验温度相差不应大于0.5℃。罐顶的环境条件很难达到标准规定的条件，无法保证测量的准确性。
3 降低计量交接误差的措施
3.1 对于罐底弹性变形造成参照高度随液位改变的情况，收发双方可达成协议，控制发油后油高不低于变形的临界高度，采用测空尺法测量液位，或者对收发前后参照高的变化量进行修正。国家相关标准里应增加罐底弹性变形对计量交接影响的建议，立式罐容量检定也应增加相应的内容，并在证书中加以说明，使其有据可依，避免计量纠纷。
3.2 使用合格的计量器具，加强计量器具的维护、保管和使用前的检查。检定证书的“有效期”指的是周检的最后时限，并非准确保证期，在使用前应该对其有效性进行确认核查，既对计量器具进行仔细的外观检查或适时比对等。
3.3 选择适合的取样器进行取样，如使用阀瓣取样器应在取样高度附近上下提拉多次，确保先进入取样器的上部样被充分置换。建议最好采用带塞子可控取样器，并在使用前进行密闭测试。
3.4 严格按照《石油液体手工取样法》取样，对于非均匀分布（分层）的情况，应增加取样层数，取得的一系列点样，按照其所代表油品数量成比例混合，用混合后的密度计算罐内油品数量。
3.5 加强操作计量人员的培训和管理, 确保准确无误使用计量器具, 并严格按照标准进行操作, 减少人为因素误差。
3.6 对于输油管线不能保持满装的情况，收发方应确保每次收发方式的一致，收方可根据预计发油量，提前计划，通过控制收油前油罐液位高度，调配不同规格收油罐顺序或高度，使最后接收油罐液位高度每次都控制在一个高度附近（此高度区间应对管存油料体积影响较小），从而保持输转前后管线存量的一致。
结束语
降低管输油料在交接过程中所存在的误差主要是测量方法需要改进，在实际工作中要根据实际情况进行必要的修正，降低测量器具所产生的误差要及时校验器具，严格按照操作规程进行测量工作。总之，计量工作是油料储运企业做好经营生产管理的基础，切实做好计量工作,才能为企业的生产经营、设备安全正常运行提供可靠的技术数据和技术保证。
参考文献 [1] 刘国胜, 高鹏飞. 储罐静态计量交接误差原因分析. 化学工程与装备, 2011, 6: 118-119.
[2] GB/T4756-98液体石油产品手工取样法
[3] GB/T 1884-2000原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法）
[4] JJG 168-2005 立式金属罐容量检定规程
