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(cè)容量的方法如油罐的人工檢尺等手段測(cè)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(chǎng)合,上述測(cè)量方法往往達(dá)不到正確測(cè)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(duì)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(cè)量等特點(diǎn),避免了傳統(tǒng)的體積流量測(cè)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(cè)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(lái)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(cè)量管振蕩,當(dāng)流體流過測(cè)量管時(shí),在科里奧利力的作用下,測(cè)量管會(huì)發(fā)生扭曲變形,通過測(cè)量管子的變形量,以直接或間接測(cè)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(cè)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(cè)量管同相振動(dòng),無(wú)相位差,如圖1所示。有介質(zhì)流經(jīng)測(cè)量管時(shí),測(cè)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(cè)量管的振動(dòng)相位。兩根測(cè)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(chǎng)占有率迅速增高,其主要原因如下:長(zhǎng)期以來(lái)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(wú)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(lái)不同的產(chǎn)品需不同的儀表測(cè)量，而一臺(tái)科里奧利流量計(jì)通�？蓽y(cè)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(wú)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(wú)可動(dòng)部件,能夠保持其無(wú)需維護(hù)的長(zhǎng)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(guó)家的計(jì)量機(jī)構(gòu)減少了對(duì)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(cè)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(lái),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(wú)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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�；蚪Y(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(duì)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(cè)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(zhēng)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(chǎng)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(rùn)滑油、硫磺等十幾種產(chǎn)品的貿(mào)易交接計(jì)量的流量測(cè)量系統(tǒng),如圖3所示。在碼頭裝船測(cè)量系統(tǒng)中,質(zhì)量流量計(jì)運(yùn)行應(yīng)用有單臺(tái)測(cè)量、兩臺(tái)并聯(lián)測(cè)量還有三臺(tái)并聯(lián)測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(yǔ)
1)質(zhì)量流量計(jì)直接測(cè)量介質(zhì)質(zhì)量流量,一經(jīng)投人使用,其測(cè)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。現(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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