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原油流量計的計量誤差產(chǎn)生的原因有很多，文獻(xiàn)對原油流量計誤差產(chǎn)生原因做出了自己的分析，主要原因是由于所計量的油品性質(zhì)與原油流量計標(biāo)定流量所用液體性質(zhì)有很大差別，同時外界環(huán)境的溫度也會影響流量計的計量精度。

京唐輸油處所輸送和計量的油品種類繁多，油品物性尤其是粘度相差巨大，粘度對計量精度影響比較大。而且此輸油處的輸油任務(wù)繁重，輸油切換頻繁，來不及對每一種油品都進(jìn)行標(biāo)定。因此，當(dāng)前后兩次計量的油品性質(zhì)相差很大，或者周圍環(huán)境溫度出現(xiàn)較大變動時，原油流量計出現(xiàn)很大的計量誤差。由于此輸油處流量計只是在油品變換和環(huán)境溫度變化較大時，計量才會出現(xiàn)很大的誤差，因此，在如此短的時間段內(nèi)，原油流量計內(nèi)部不可能出現(xiàn)類似結(jié)蠟這種需要長時間才能締結(jié)粘附在內(nèi)壁的情況。

本文通過實驗，選出代表性的油品，對比油品粘度和環(huán)境溫度兩個因素，得到兩種因素對原油流量計計量精度的影響程度。

1、實驗方法

1.1實驗內(nèi)容

建立一套室內(nèi)環(huán)道，模擬現(xiàn)場原油流量計計量油品的流程。控制油品溫度和原油流量計的環(huán)境溫度，用原油流量計計量在不同油溫和環(huán)境溫度下油品的流量，并與標(biāo)準(zhǔn)流量計的示數(shù)相比較。采用統(tǒng)計學(xué)中多因素方差分析的方法，對油品粘度和環(huán)境溫度兩個因素進(jìn)行方差分析，進(jìn)而研究油品粘度和環(huán)境溫度對原油流量計計量誤差的影響。zui后得到在油品計量時對計量結(jié)果影響的主要因素，并給出應(yīng)對措施。

1.2實驗油品的選擇

此輸油處所輸送的原油種類很多，性質(zhì)相差很大，主要有以下幾種:杰諾、普魯托尼、卡賓達(dá)、艾斯希德爾、黑獅、曼吉、渤南、芒都、阿曼、沙輕、烏拉爾、榮卡多等等。實驗室進(jìn)行實驗時，通過原油性質(zhì)的對比，選用合適的、具有代表性的原油進(jìn)行實驗。

上述各類油品中，后五種油品(芒都、阿曼、沙輕、烏拉爾、榮卡多)的析蠟點在15～20℃之間，凝點在-5℃以下，凝點較低;黑獅、曼吉、渤南，此三類油品凝點在15～30℃之間，凝點較高，一般容易發(fā)生凝管事故;杰諾、普魯托尼、卡賓達(dá)、艾斯希德爾，這四類原油的析蠟點在25～30℃之間，凝點均為10℃左右。為滿足實驗要求，對于不同性質(zhì)的原油有充分的對比性，采用兩種性質(zhì)差別較大的普魯托尼原油和沙輕原油作為實驗油品進(jìn)行實驗。

實驗所用油品的部分物性參數(shù)如表1。

油品凝點/℃5℃粘度/Pa·s析蠟點/℃

沙輕＜－200.013＜10

普魯托尼100.19525

1.3實驗裝置及測試方法

(1)實驗裝置

圖1是實驗環(huán)道的流程圖，各部分裝置如圖1所示。為模擬現(xiàn)場輸油流程，用熱電阻和冷卻換熱管調(diào)節(jié)油品溫度，通過恒溫控制裝置調(diào)節(jié)實驗原油流量計的環(huán)境溫度。通過油泵增壓提速，由回路和閥門1、閥門2和閥門3控制管道內(nèi)油流速度。實驗過程中控制油品流速和實驗溫度，記錄實驗原油流量計和對比的標(biāo)準(zhǔn)流量計的讀數(shù)。

(2)測試方法

首先采用實驗選取的普魯托尼這一代表性油品，通過溫度控制，對比油品溫度和流量計的環(huán)境溫度對計量的影響。

實驗方法如下:

將足量的普魯托尼油品倒入油槽中，并開啟油泵使之充滿整個環(huán)道。開啟加熱電阻和攪拌器，通過熱電偶、繼電器等溫控系統(tǒng)，始終保持通過標(biāo)準(zhǔn)流量計的油品溫度保持在結(jié)蠟點以上并恒定溫度。通過室溫控制，保持標(biāo)準(zhǔn)流量計的環(huán)境溫度維持較高溫度不變。

開啟冷卻裝置，通過冷卻換熱管將溫度較高的原油降至實驗溫度，然后流經(jīng)實驗原油流量計。同時開啟恒低溫水浴，控制實驗原油流量計的環(huán)境溫度。

通過上述控制，標(biāo)準(zhǔn)流量計的通過油溫和環(huán)境溫度保持恒定，實驗原油流量計的通過油溫和環(huán)境溫度可以按照要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。經(jīng)過一段時間的運行穩(wěn)定后，分別記錄兩流量計顯示的累積流量，以及兩流量計的通過油溫和環(huán)境溫度。

將實驗油品更換為沙輕原油，用同樣的方法測量沙輕原油在不同油溫和原油流量計環(huán)境溫度下的計量誤差，實驗方法同上。

為了排除結(jié)蠟的影響，在每一次實驗后，都會先將油溫升高到析蠟點以上，同時關(guān)閉所有的冷卻裝置，用熱油在環(huán)道內(nèi)沖洗，以消除可能存在的結(jié)蠟。沖洗過程中每30min記錄一次流量，如果流量穩(wěn)定則說明沒有結(jié)蠟，則沖洗完畢。

2、實驗結(jié)果與討論

兩種油品的實驗中，在各個溫度條件下，標(biāo)準(zhǔn)流量計的流量基本維持在18.21m3/h不變。普魯托尼和沙輕油品在實驗原油流量計的不同油溫和環(huán)境溫度下的流量計量數(shù)據(jù)見表2、表3。

2.1油品溫度的影響

由普魯托尼和沙輕原油的流量計量數(shù)據(jù)可以看到，兩種性質(zhì)相差很大的原油，在實驗過程中呈現(xiàn)出的規(guī)律是一樣的。隨著油品溫度降低，流量逐漸增大，計量誤差向正方向移動，如圖2所示。但是兩種油品計量結(jié)果的增大速率，以及誤差由正變負(fù)的溫度有所不同。

圖2(a)中可以看出，普魯托尼原油流量計量

誤差基本為正，由于每條誤差曲線都是隨著油溫的上升呈現(xiàn)下降趨勢，因此，肯定會在一定的環(huán)境溫度下，隨著油溫的上升，計量誤差逐漸由正向零靠近。

例如，在油溫20℃、環(huán)境溫度4℃，或者油溫17℃、環(huán)境溫度15℃時，計量誤差為零。

圖2(b)中可以看出，沙輕原油的流量計量誤差基本為負(fù)，同樣可以得到，在一定的環(huán)境溫度下，隨著油溫的下降，計量誤差由負(fù)逐漸向正方向靠近，在某一油溫下誤差為零。

2.2環(huán)境溫度的影響

從表2、表3中計量結(jié)果可知，相同的油溫條件下，隨著環(huán)境溫度的降低，流量計量結(jié)果增大。計量誤差曲線如圖3所示。

隨著環(huán)境溫度的升高，普魯托尼原油計量誤差由正向負(fù)移動，逐漸降低。油溫確定時，在某環(huán)境溫度處，計量誤差為零。沙輕原油的計量誤差基本為負(fù)，隨著環(huán)境溫度的下降，計量誤差向正方向移動，同樣在某一油溫和環(huán)境溫度下，計量誤差可為零。

此外，原油流量計環(huán)境溫度下降，流量計內(nèi)壁溫降低，靠近內(nèi)壁的原油粘度升高，在流量計內(nèi)壁附有一層黏油，流量計漏流量降低，誤差向正方向移動。

以上的誤差變化原因，可以從圖4兩種原油的粘溫特性曲線中看出。

油品溫度在20℃降至5℃時，普魯托尼原油粘度由40mPa·s升至大于100mPa·s，沙輕原油粘度基本維持在15mPa·s以下。粘度越大，通過實驗原油流量計的漏流量越小，誤差向正方向移動;反之，粘度小時，漏流量大，誤差向負(fù)方向移動。

實驗中的計量時間相對較短，流量計在短時間內(nèi)不可能在內(nèi)壁結(jié)蠟，但是隨著油溫和環(huán)境溫度變化，流量計計量出現(xiàn)或正或負(fù)的誤差，說明流量計計量誤差的根本原因是油品粘度的劇烈變化，導(dǎo)致流量計漏流量的變化，以及內(nèi)壁黏油引起的計量誤差。

實驗結(jié)果顯示，普魯托尼原油在油溫20℃、環(huán)境溫度4℃左右(或者油溫17℃、環(huán)境溫度15℃)時的計量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)流量計的zui為接近。沙輕原油在油溫10～15℃、環(huán)境溫度－5～－10℃時的計量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)流量計的結(jié)果zui為接近。由上分析可知，環(huán)境溫度和油品溫度這兩個因素共同影響著原油粘度這個參數(shù)，因此，每一種油品有其自身的zui佳計量粘度范圍，在這個粘度范圍內(nèi)，流量計的計量相對穩(wěn)定，誤差變化不是很大，計量結(jié)果有很高的可靠性。

2.3驗證實驗

為了驗證以上分析，將沙輕和普魯托尼油品按照一定比例混合，記錄不同混油情況下原油流量計的流量示數(shù)。流經(jīng)實驗原油流量計和標(biāo)準(zhǔn)流量計的油溫和環(huán)境溫度均相同，分別為20℃和15℃。不同混油比例下的流量計計量實驗數(shù)據(jù)如表4。

同時測量不同混油比下混油的粘度，繪制粘溫曲線，如圖5所示。

從表4實驗數(shù)據(jù)可知:計量誤差均為負(fù)，但隨著混油中普魯托尼比例升高，計量誤差減小。對比圖5中混油粘溫曲線可知:在實驗油溫20℃條件下，混油粘度均在20mPa·s以下，混油中普魯托尼比例越大，油品粘度越高。

將上述計量誤差與混油粘度之間的關(guān)系繪制成曲線，如圖6所示。

由圖6可知，由于油品粘度較小(小于20mPa·s)，原油流量計漏流量比較大，因此計量誤差基本為負(fù)。同時可以看到，隨著油品粘度的增加，計量誤差逐漸向正方向靠近。可以預(yù)測，在某一油品粘度處，計量誤差為零。

結(jié)論

(1)油品溫度和環(huán)境溫度這兩個因素都會對流量計量的結(jié)果產(chǎn)生影響。油品溫度的不同引起油品粘度的變化，環(huán)境溫度的不同引起原油流量計內(nèi)壁黏油的形成，兩個因素同時影響原油流量計的漏流量。而流量計計量誤差的根本原因是油品粘度的劇烈變化。

(2)每一種油品有其自身的zui佳計量溫度范圍，這個溫度范圍對應(yīng)著zui佳的粘度范圍。在此范圍內(nèi)，流量計的計量相對穩(wěn)定，誤差變化不是很大，計量結(jié)果有很高的可靠性。因此，對于所輸送的各類油品應(yīng)該建立粘度－誤差數(shù)據(jù)庫，以便對油品計量結(jié)果進(jìn)行校對。

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