孫秋菊

(滄州煉油廠，滄州 061000)

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成品油火車定量裝車計(jì)量系統(tǒng)問題分析

孫秋菊

(滄州煉油廠，滄州 061000)

針對成品油火車貿(mào)易交接計(jì)量，采用質(zhì)量流量計(jì)定量裝車系統(tǒng)，并結(jié)合我公司定量裝車系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)貿(mào)易交接，對流量計(jì)、罐車、油罐等比對進(jìn)行了分析。雖然不能實(shí)現(xiàn)單車都能和定量裝車系統(tǒng)質(zhì)量流量計(jì)一致，但定量裝車系統(tǒng)和罐車總量比對滿足成品油貿(mào)易出廠要求，可以使用定量裝車系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)火車出廠計(jì)量。

成品油；定量裝車；計(jì)量；分析

0 引言

隨著科學(xué)計(jì)量技術(shù)水平的發(fā)展，質(zhì)量流量計(jì)定量裝車用于成品油鐵路出廠貿(mào)易交接計(jì)量，已成為煉化企業(yè)成品油火車出廠貿(mào)易計(jì)量的主要方式。通過質(zhì)量流量計(jì)定量裝車計(jì)量，和人工計(jì)量相比，不僅減少了人工計(jì)量的勞動(dòng)強(qiáng)度，精確了出廠計(jì)量，而且使得計(jì)量更客觀公正，提高了裝載率，杜絕了油品跑冒，保障了安全裝車。

1 定量裝車系統(tǒng)簡介

定量裝車系統(tǒng)基本采用質(zhì)量流量計(jì)法檢定裝置原理，由儀表控制系統(tǒng)、質(zhì)量流量計(jì)、控制閥門、裝車鶴管、終端顯示系統(tǒng)等組成。裝車時(shí)，根據(jù)不同槽車的裝載量或裝載率(實(shí)際所裝貨物的體積(重量)/車輛水容積(額定載重量))，首先預(yù)定裝車量，通過裝車識(shí)別控制系統(tǒng)，對流過質(zhì)量流量計(jì)的油品開啟和終了進(jìn)行有效控制，達(dá)到精確裝車計(jì)量的目的。定量裝車流程示意圖如圖1所示。

圖1 定量裝車流程示意圖

2 定量裝車系統(tǒng)分析

2.1 誤差分析方法

由于定量裝車系統(tǒng)沒有檢定、校準(zhǔn)規(guī)范和檢定裝置，為了判斷定量裝車系統(tǒng)是否滿足貿(mào)易交接要求，可以使用比對的方法，來確定定量裝車系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。具體的方法：

1)總表比對法。在定量裝車系統(tǒng)上游安裝準(zhǔn)確度優(yōu)于0.1%級(jí)的質(zhì)量流量計(jì)，分別和定量裝車系統(tǒng)流量計(jì)總量、罐車總量進(jìn)行比對。

2)罐比對法。 以付出罐總量為基準(zhǔn)分別和罐車、定量裝車系統(tǒng)總量比對。

2.2 比對誤差的因素

定量裝車系統(tǒng)和罐車比對應(yīng)從系統(tǒng)誤差、人工計(jì)量誤差、過程壓力影響、安裝等方面考慮。

2.2.1 罐車系統(tǒng)誤差

JJG 140—2008《鐵路罐車容積》檢定規(guī)程中5.0計(jì)量性能要求：在準(zhǔn)裝高度范圍內(nèi)，鐵路罐車容積的擴(kuò)展不確定度不大于0.4%(k=2)。由于檢定不確定度的存在，造成了罐車計(jì)量體積(人工檢尺)系統(tǒng)誤差在±0.4%。對于不同型號(hào)的罐車其檢定誤差均不一樣，而且每個(gè)罐車也沒有具體的檢定誤差，因此這個(gè)系統(tǒng)誤差無法進(jìn)行修正，比對時(shí)應(yīng)考慮它的影響。

2.2.2 定量裝車系統(tǒng)質(zhì)量流量計(jì)系統(tǒng)誤差

每一臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)在標(biāo)準(zhǔn)裝置上檢定時(shí)，一般都對應(yīng)5個(gè)檢定流量點(diǎn)有5個(gè)檢定誤差，這個(gè)誤差就是質(zhì)量流量計(jì)的系統(tǒng)誤差。該誤差可以在貿(mào)易計(jì)量時(shí)，根據(jù)工況下的流量進(jìn)行誤差修正：

(1)

式中：m為系統(tǒng)誤差修正后的質(zhì)量，kg；m′為質(zhì)量流量計(jì)示值，kg；MF為質(zhì)量流量計(jì)檢定流量下的誤差修正系數(shù)，%。

例如：質(zhì)量流量計(jì)示值為1000kg，工況下(流量為80kg/h)的誤差(修正系數(shù)為-0.08%，則修正后的質(zhì)量：m=1000/(1-0.0008)。

2.2.3 空氣浮力修正

質(zhì)量流量計(jì)顯示的示值是真空中的質(zhì)量，而罐車貿(mào)易計(jì)量是采用表觀質(zhì)量法，即扣除空氣浮力后的質(zhì)量。因此質(zhì)量流量計(jì)用于貿(mào)易交接，也應(yīng)該采用表觀質(zhì)量法，對流量計(jì)示值進(jìn)行空氣浮力修正，具體修正方法如表1所示。

表1 空氣浮力修正系數(shù)

(2)

如果標(biāo)準(zhǔn)密度在679.6～719.5kg/m3，則空氣浮力修正系數(shù)F=0.99840，修正后的質(zhì)量數(shù)：m=1000÷(1-0.0008)×0.99840。

2.2.4 人工計(jì)量誤差

1)罐車在計(jì)量時(shí)，按照GB/T13894—1992《石油和液體石油產(chǎn)品液位測量法(手工法)》，進(jìn)行逐車人工檢尺，誤差均控制在1mm，對計(jì)量誤差的貢獻(xiàn)可以忽略。

2)GB/T8927—2008《石油和液體石油產(chǎn)品溫度測量法》，在進(jìn)行溫度測量時(shí)，按批次同一油罐的油品裝車，按罐車總數(shù)的10%進(jìn)行抽查測溫，然后取平均溫度作為該批次計(jì)量溫度。在實(shí)際裝車時(shí)，罐車環(huán)境溫度變化較大。例如裝一批次28車，從首裝到結(jié)束大約需要1～2h，由于罐車均為裸罐，所以首裝車和尾裝車的溫度有差別，尤其是當(dāng)冬季裝柴油時(shí)首尾車溫度相差約10℃。如果按照首、中、尾測溫，這樣就會(huì)造成接近首部的罐車實(shí)際溫度比平均溫度低，接近尾部的車則與之相反，那么在進(jìn)行定量裝車和罐車比對時(shí)，勢必會(huì)出現(xiàn)單車和對應(yīng)的定量裝車流量計(jì)對比不能滿足貿(mào)易交接計(jì)量。為了準(zhǔn)確罐車計(jì)量，測溫時(shí)，應(yīng)分別對罐車進(jìn)行測溫單獨(dú)計(jì)量，然后將計(jì)量的單車數(shù)據(jù)和對應(yīng)的流量計(jì)進(jìn)行對比，避免因取平均溫度造成單車對比誤差偏大或偏小。

2.2.5 油品密度產(chǎn)生的誤差

罐車采樣時(shí)，對于同一批次的油品，按照GB/T4756—1998《石油液體手工取樣法》，一般抽查取樣或隨機(jī)取樣，然后分別測得密度取平均數(shù)，作為該批次計(jì)量密度。由于立式金屬罐的油品密度按照從下到上逐漸變小的規(guī)律分布，所以首車的密度比尾車的密度大，這樣一來接近首車的密度比平均密度大，接近尾車的密度則與之相反。為了準(zhǔn)確計(jì)量，在對比時(shí)應(yīng)該分別對罐車進(jìn)行采樣，分析密度單獨(dú)計(jì)量，以減少平均取樣方法帶來的計(jì)量誤差。

2.2.6 裝車損失產(chǎn)生的誤差

根據(jù)GB11085—89《散裝液態(tài)石油產(chǎn)品損耗》，如果裝車為非密閉裝車，則在計(jì)算裝車量時(shí)應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)、季節(jié)考慮裝車損失。例如B類地區(qū)裝汽油產(chǎn)品可查得裝車損失0.13%，進(jìn)行單車量和對應(yīng)流量計(jì)對比時(shí)，應(yīng)在罐車計(jì)算量基礎(chǔ)上加上該損失量進(jìn)行修正，然后再和定量裝車系統(tǒng)比對。其計(jì)算方法： m=1000÷(1-0.0008)×0.99840×(1+0.0013)

2.2.7 過程壓力產(chǎn)生的誤差

壓力對質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)生負(fù)誤差，這個(gè)誤差可以被修正。具體方法：

修正后的流量系數(shù)(K1)=標(biāo)定流量系數(shù)(K0)× [1-Kp×(pA-pB)]

(3)

式中：Kp為壓力對流量的校正系數(shù)，可以從流量計(jì)說明書“環(huán)境影響”中查得；pA為工藝過程壓力，Pa；pB為標(biāo)定時(shí)壓力，Pa，可以從檢定證書上查得；標(biāo)定流量系數(shù)(K0)可以從傳感器標(biāo)牌上查得。例如某型號(hào)CMF傳感器標(biāo)牌上“FLOW CAL* 6967.44.26”,其中“6967.4”就是標(biāo)定流量系數(shù)。然后將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式(3)得到新流量系數(shù)K1，并將傳感器原標(biāo)定流量系數(shù)修正為新流量系數(shù)即可。

2.2.8 其他因素產(chǎn)生的誤差

1)質(zhì)量流量計(jì)安裝應(yīng)力產(chǎn)生的誤差。由于質(zhì)量流量計(jì)安裝時(shí)，法蘭中心不對稱產(chǎn)生應(yīng)力，造成流量計(jì)本身計(jì)量誤差，這個(gè)誤差可以通過“調(diào)零”消除。具體方法是，流量計(jì)充滿油品，關(guān)閉流量計(jì)進(jìn)出閥門，使用“485”手操器進(jìn)行調(diào)零即可。

2)環(huán)境產(chǎn)生的誤差。周圍環(huán)境存在強(qiáng)電磁場源干擾質(zhì)量流量計(jì)，也會(huì)影響其準(zhǔn)確度，選址時(shí)，應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場源。

3)安裝方式不規(guī)范造成的計(jì)量誤差。對于液態(tài)介質(zhì)，比如汽油、柴油等產(chǎn)品，流量計(jì)測量管應(yīng)垂直安裝，并放在裝車站臺(tái)下面，避免氣液混合通過流量計(jì)產(chǎn)生誤差。

4)背壓不足造成的計(jì)量誤差。如果流量計(jì)背壓不足，會(huì)造成油品在測量管內(nèi)汽化，形成氣液混合，從而造成質(zhì)量流量計(jì)誤差。背壓一般應(yīng)滿足：

p=2Δp+1.25p0

(4)

式中：Δp為流量計(jì)壓力損失，Pa；p0為介質(zhì)的飽和蒸汽壓，Pa。

3 結(jié)束語

通過以上比對、修正以及正確的安裝和使用，基本可以實(shí)現(xiàn)定量裝車系統(tǒng)貿(mào)易交接計(jì)量。該系統(tǒng)的使用既降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了安全裝車，同時(shí)還減少了人工計(jì)量、密度分析造成的人為計(jì)量誤差。

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10.3969/j.issn.1000-0771.2015.05.13