在原油動(dòng)態(tài)計(jì)量中,溫度和壓力是兩個(gè)重要參數(shù),不僅直接影響原油標(biāo)準(zhǔn)體積計(jì)算,在流量計(jì)檢定工作中也起著不可忽視的作用。無論是原油標(biāo)準(zhǔn)體積還是流量計(jì)檢定工作最終都會(huì)影響純油量結(jié)算,進(jìn)而影響到原油交接雙方的經(jīng)濟(jì)利益。
油量交接具連續(xù)性、交接量大特點(diǎn),原油一般呈流體或半流體狀態(tài),具有可微壓縮性。同其他流體一樣,溫度變化勢必引起體積變化,原油可微壓縮性又決定壓力對體積影響不太顯著。在流量計(jì)檢定工作中溫度同樣是影響流量計(jì)系數(shù)變化的主要因素,壓力雖有影響,但和溫度相比較小。無論大小,都直接關(guān)系到交接雙方經(jīng)濟(jì)利益,這些問題應(yīng)該引起我們從事計(jì)量交接工作人員的足夠重視。
一、溫度和壓力對油量計(jì)算的影響
(一)溫度對油量計(jì)算的影響
當(dāng)前,我國動(dòng)態(tài)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)主要執(zhí)行GB9109.1-88《原油動(dòng)態(tài)計(jì)量一般原則》、GB9109.5-88《原油動(dòng)態(tài)計(jì)量油量計(jì)算》和GB/T1885-1998《石油計(jì)量表》。在GB9019.5-88《原油動(dòng)態(tài)計(jì)量油量計(jì)算》中規(guī)定:進(jìn)行油量計(jì)算時(shí),原油在計(jì)量溫度下體積換算成標(biāo)準(zhǔn)體積。原油標(biāo)準(zhǔn)體積(V20)可通過原油計(jì)量溫度下體積(Vt)和溫度體積修正系數(shù)(Cti)相乘得到。即:V20=Vt•Cti=Cti=V20/Vt=ρt/ρ20=[ρ20–υ(t-20)]/ρ20=1-[υ(t-20)]/ρ20由上式可知原油溫度體積修正系數(shù)Cti與原油溫度t之間呈線性遞減關(guān)系,Cti值會(huì)隨原油溫度升高而遞減。大慶原油屬于高粘易凝原油,一般采用熱油管道輸送,外輸溫度一般在30℃~50℃之間,進(jìn)行油量計(jì)算時(shí)應(yīng)取Cti≤1;當(dāng)t≤20℃時(shí),有Cti≥1,俄羅斯原油凝點(diǎn)較低,輸送溫度有時(shí)會(huì)低于20℃,進(jìn)行油量計(jì)算應(yīng)取Cti>1。
(二)壓力對油量計(jì)算的影響
原油及液體石油產(chǎn)品體積隨壓力變化而變化,一般隨壓力升高,體積縮小。在一定壓力下,密度較大油品體積變化相對較小,密度較小油品體積變化較大。
原油壓力與體積之間的關(guān)系可表示為:
Vpt=Ve×[1-F×(Pt-Pe)]
式中:
油量計(jì)算時(shí),需將原油體積修正到標(biāo)準(zhǔn)條件壓力才能獲得原油標(biāo)準(zhǔn)體積V20。
壓力修正系數(shù)(Cpi)和壓縮系數(shù)(F)的關(guān)系式:
Cpi=1/[1-(Pt-Pe)×F]
式中:
Cpi——原油體積壓力修正系數(shù);
F——石油及液體石油產(chǎn)品壓縮系數(shù);
kPa-1Pt——原油計(jì)量下的壓力,℃;
Pe——原油飽和蒸氣壓,在計(jì)量溫度下,飽和蒸氣壓不大于101.325kPa時(shí),設(shè)Pe=0;由上式可知Cpi值是隨著壓力升高而增大的。
二、溫度和壓力對流量計(jì)檢定的影響
目前國內(nèi)商品原油計(jì)量交接方式中,采用以流量計(jì)為主要器具的動(dòng)態(tài)計(jì)量方式已占主導(dǎo)地位。按照動(dòng)態(tài)計(jì)量執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB9109.1-88《原油動(dòng)態(tài)計(jì)量一般原則》和GB9109.5-88《原油動(dòng)態(tài)計(jì)量油量計(jì)算》規(guī)定,在原有體積計(jì)量方面,主要有流量計(jì)系數(shù)交油和流量計(jì)基本誤差交油兩種計(jì)量方法,從理論上講,流量計(jì)系數(shù)交油法比較準(zhǔn)確、合理、公平。
根據(jù)流量計(jì)實(shí)際運(yùn)行情況,應(yīng)對流量計(jì)進(jìn)行定期檢定,適當(dāng)處理基本誤差,及時(shí)調(diào)整流量計(jì)系數(shù)。但由于受生產(chǎn)工藝限制,很多時(shí)間流量計(jì)檢定時(shí)的油溫、壓力與生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)的油溫、壓力不同。其中溫度是影響流量計(jì)系數(shù)變化的主要因素,壓力雖有影響,但對流量計(jì)系數(shù)影響較小,因此,檢定與生產(chǎn)運(yùn)行的溫度、壓力應(yīng)盡量保持一致,相差較大時(shí)要進(jìn)行調(diào)整,以消除由此造成的誤差。流量計(jì)檢定現(xiàn)在采用的標(biāo)準(zhǔn)是JJG667-1997《液體容積式流量計(jì)檢定規(guī)程》。
某外輸計(jì)量站用標(biāo)準(zhǔn)體積管在線定檢流量計(jì),標(biāo)準(zhǔn)體積管具體參數(shù)如下內(nèi)徑D=358.0mm;壁厚e=10mm;體積管體膨脹系數(shù)βs=3.33×10-11-6℃-1;體積管材料彈性模量ES=2.04×10-11Pa;數(shù)β=780×10-6℃-1;原有標(biāo)準(zhǔn)密度ρ20=855.2kg/m3;液體(原油)壓縮系數(shù)κ=0.847×10-6kPa-1;流量計(jì)工作溫度值tm=40.5℃;流量計(jì)工作壓力Pm=0.32MPa;標(biāo)準(zhǔn)體積管工作溫度te=40.3℃;體積管工作壓力Ps=0.30MPa;如果工作溫度升高1℃,工作壓力升高0.1MPa,流量計(jì)系數(shù)變化如何.按照該計(jì)量站年外輸原油1000×104t計(jì)算,溫度和壓力的變化對油量有何影響?
當(dāng)流量計(jì)系數(shù)MF=0.9953時(shí),年外輸原油1000×104t,當(dāng)溫度和壓力發(fā)生變化后MF=0.9954,按照GB9109.5-88《原油動(dòng)態(tài)計(jì)量油量計(jì)算》規(guī)則ma=Vi•ρ20•(MF•Cpi•Cti•Fa•Cw)。此時(shí)ma=1000.1031×104t,外輸原油差值為Δma=1031t,可見在流量計(jì)檢定中溫度、壓力的真實(shí)取值極為重要。因此為了獲得真實(shí)的溫度、壓力取值,提高流量計(jì)檢定結(jié)果的可靠性,在平時(shí)工作中應(yīng)盡量使流量計(jì)在檢定環(huán)境下運(yùn)行;檢定時(shí)應(yīng)盡量時(shí)檢定溫度場、壓力場處于穩(wěn)定狀態(tài)。
三、結(jié)語
綜上所述,在原油動(dòng)態(tài)計(jì)量中無論對于原油標(biāo)準(zhǔn)體積的計(jì)算還是對于流量計(jì)系數(shù)的檢定,溫度和壓力都是不容忽視的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。無論對于哪一方面的影響最終都會(huì)歸結(jié)到純油量的結(jié)算,影響交接雙方的經(jīng)濟(jì)利益。
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