高軍，夏偉

中國石油大慶油田工程有限公司計量測試研究所 （黑龍江 大慶 163712）

0 引言

根據(jù)石油工業(yè)標準化技術(shù)委員會《關(guān)于印發(fā)2016年石油天然氣行業(yè)標準制修訂計劃的通知》（油標委字〔2016〕23號）要求，SY/T 5670—1993《石油和液體石油產(chǎn)品鐵路罐車交接計量規(guī)程》被列入2016年標準修訂計劃（計劃號：20160232），2017年完成。

新版SY/T 5670—2018《石油和液體石油產(chǎn)品交接計量規(guī)程》由國家能源局于2018年10月29日發(fā)布，自2019年3月1日實施。為了便于及時了解和執(zhí)行新規(guī)程，將對標準修訂的背景、新舊標準的差異及主要內(nèi)容的技術(shù)變化進行解讀。

1 標準修訂背景

鐵路罐車作為油品交接計量過程中采用的重要計量方式，在油田、石化煉化、銷售等企業(yè)廣泛應(yīng)用。隨著油品交接量的不斷增加，油品生產(chǎn)企業(yè)、運營企業(yè)和銷售企業(yè)對控制油品輸差和損耗越來越重視，完善和統(tǒng)一油品交接計量操作程序和過程管理，既能避免和減少交接計量爭議的發(fā)生，又可提高油品的流轉(zhuǎn)效率。在跟蹤研究國內(nèi)外石油和液體石油產(chǎn)品靜態(tài)交接計量技術(shù)發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，借鑒國內(nèi)在靜態(tài)交接計量技術(shù)領(lǐng)域長期積累的經(jīng)驗和經(jīng)過驗證的新技術(shù)成果，提出修訂SY/T 5670—1993的計劃。

新修訂的SY/T 5670—2018基于以下原則：①方便油氣生產(chǎn)、運營企業(yè)一線交接計量技術(shù)人員使用，結(jié)構(gòu)簡潔、內(nèi)容專業(yè)、可操作性強；②在保證交接計量準確、可靠的前提下，增加了新型電子計量儀器的使用，以提高交接計量工作效率，減少計量人員的工作強度；③統(tǒng)一技術(shù)要求，完善與相關(guān)標準的協(xié)調(diào)一致。

該標準在征求意見階段共收回近20條意見或建議，主要集中在“第5章 計量器具”、“第6章計量程序”和“第7章 油量計算”。也正是這3章的內(nèi)容較原標準變化、增刪的較多，對計量操作、油量計算等交接計量中易產(chǎn)生爭議的事項作出了明確規(guī)定，解析了主要修訂條款、修改公式、修改參數(shù)的前后變化及其含義，并增加了部分密度測量儀表及其技術(shù)性能的要求，給出了液位、密度、溫度等測量過程中影響準確度因素的解決方法。本標準的修訂實施為石油和液體石油產(chǎn)品交接計量的過程管理提供基礎(chǔ)支持，并可全面指導(dǎo)石油和液體石油產(chǎn)品鐵路罐車交接計量工作，有效規(guī)范油品交接計量工作。

2 新舊標準的主要差異

2018版新標準主要做了如下幾方面的修改[1]：

1）標準名稱由“石油及液體石油產(chǎn)品鐵路罐車交接計量規(guī)程”改為“石油和液體石油產(chǎn)品鐵路罐車交接計量規(guī)程”,并增加了標準的英文名稱。

2）新標準適用范圍增加了其他液體石油化工產(chǎn)品鐵路罐車交接計量也可參照該規(guī)程執(zhí)行。

3）調(diào)整了標準結(jié)構(gòu)，新標準中增加了范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義等章節(jié)，刪除了原標準中的“5注意事項”。

4）將原標準中“交接計量的誤差”，修改為“交接計量結(jié)果的擴展不確定度”。

5）原標準“計量器具與試劑”修改為新標準的“計量器具”，增加了數(shù)字式液位計量裝置、稱量式數(shù)字式液體密度計、振動式數(shù)字式液體密度計、計量器具的應(yīng)用，并增加了對數(shù)字式計量器具技術(shù)性能的要求。

6）重新修改了“計量程序”。新增加了“方法概要、準備工作、操作順序、環(huán)境溫度測量”等條款。

7）修改了鐵路罐車在進行交（收）作業(yè)時，油品液面穩(wěn)定時間、罐內(nèi)油品溫度測量位置、最少點數(shù)和測溫停留時間。

8）規(guī)定了針對岸罐或管線存油引起的密度分層影響的解決方法。

9）修改了油量計算的公式，刪除了原標準中石油體積系數(shù)（K系數(shù)）、石油體積溫度系數(shù)（f系數(shù)），修改為采用體積修正系數(shù)（VCF），對罐壁溫度修正計算的相關(guān)參數(shù)也作了修改。

3 新標準主要技術(shù)變化解讀

3.1 交接計量結(jié)果的擴展不確定度

“鐵路罐車按本標準進行油品交接計量，其表觀質(zhì)量交接計量結(jié)果的擴展不確定度不大于0.7%”[1]。0.7%這個結(jié)果主要是由鐵路罐車檢定結(jié)果、罐車容積表使用、罐車檢定滯后、罐體裝油后橫向彈性形變、液位檢尺及液高測量、罐內(nèi)油品溫度測量、油品密度測量、罐體溫度修正等不確定度分量構(gòu)成的。按照國家現(xiàn)行的交接計量體系，鐵路罐車在準裝高度下的油品交接計量結(jié)果用質(zhì)量單位表示，因采用間接計量方式，即先計量體積再轉(zhuǎn)換成質(zhì)量?？紤]到交接計量過程所涉到鐵路罐車的制造技術(shù)、檢定技術(shù)、運行管理技術(shù)、油品的密度、溫度、液高測量技術(shù)沒有本質(zhì)性改變或提高，新標準中交接計量結(jié)果的擴展不確定度延續(xù)了舊標準的規(guī)定，只是將原標準中“交接計量的誤差”（帶有±號），修改為“交接計量結(jié)果的擴展不確定度”（不帶±號）。但是，在新標準中由于強調(diào)了交接過程的技術(shù)細節(jié)、規(guī)范化操作、新型數(shù)字化計量器具的使用、相關(guān)標準的協(xié)調(diào)發(fā)展，這些務(wù)實的技術(shù)措施和手段將有效保證本標準規(guī)定的交接計量的不確定度。

3.2 數(shù)字式計量器具的應(yīng)用

鐵路罐車現(xiàn)場交接計量過程主要是檢尺、測溫、取樣。在這些操作過程中，看似彼此獨立的3個測量過程實際是一個過程的3個操作步驟，他們之間并不是相互獨立的，而是相互影響和相互作用的。比如，罐內(nèi)油品的溫度是與該溫度下油品的液位高度對應(yīng)的，如果由于測溫時間的延遲導(dǎo)致兩者之間不對應(yīng)，必將產(chǎn)生測量誤差。因此，檢尺、測溫、取樣（測密度）計量器具的計量性能優(yōu)良與否及測量過程受外部因素的影響都會直接關(guān)系到交接計量結(jié)果的準確性。

在新標準中增加了數(shù)字式液位計量裝置（油品液位、溫度測量）、稱量式數(shù)字式液體密度計、振動式數(shù)字式液體密度計。與傳統(tǒng)的計量器具相比，新型數(shù)字式計量器具的應(yīng)用，在相同準確度等級的條件下可以有效提高測量結(jié)果的準確性和可靠性，大大縮短了測量時間，減少了人員、環(huán)境帶來的影響。

3.3 計量程序及操作方法

1）液位測量穩(wěn)定時間。新標準規(guī)定了鐵路罐車在進行收、發(fā)油作業(yè)時，應(yīng)在油品液面穩(wěn)定后開始測量。鐵路罐車收、發(fā)油穩(wěn)定時間分別不少于15 min（輕質(zhì)油）和30 min（重質(zhì)油）。鐵路罐車在進行收、發(fā)油作業(yè)時必須符合規(guī)定的穩(wěn)定時間才能進行計量操作，一方面是安全的考慮，油品進出罐車時可能會積累靜電荷，而靜電荷的消散要有一定的時間；另一方面是準確計量的考慮，油品液面的不穩(wěn)定會造成液位測量誤差而導(dǎo)致計量差量。在標準的修訂過程中，現(xiàn)場實測了在不同穩(wěn)定時間測量的液位高度，并借鑒相關(guān)的標準、規(guī)范綜合給出了穩(wěn)定時間不少于15 min（輕質(zhì)油）和30 min（重質(zhì)油），如在規(guī)定的時間內(nèi)液位仍沒能穩(wěn)定，交接雙方協(xié)商后可適當延長液面穩(wěn)定時間至穩(wěn)定狀態(tài)。

2）量油尺的修正。量油尺應(yīng)正確使用檢定證書給定的修正值,修正值表中的修正值以量油尺可變系統(tǒng)誤差的形式存在。實際測量時，必須對測量結(jié)果加以修正。

3）試油膏、試水膏。試油膏、試水膏均勻地涂在尺上后浸入試油中，顏色變化清晰，完全發(fā)生變化的時間不應(yīng)超過10 s，停留10 s與停留20 s的示值變化不應(yīng)超過0.5 mm。納入計量器具管理的試油膏、試水膏計量性能正確與否直接關(guān)系到液位測量結(jié)果的準確性，新購試油膏、試水膏使用前應(yīng)在實驗室內(nèi)做性能測試，技術(shù)性能的測試結(jié)果應(yīng)與本標準的技術(shù)要求一致，符合要求方可使用。

4）溫度測量點數(shù)和停留時間。新標準對罐內(nèi)油品溫度測量位置、最少點數(shù)和測溫停留時間做了新的規(guī)定，詳見表1、表2。

新標準滿足了GB/T 8927—2008《石油和液體石油產(chǎn)品溫度測量手工法》中測溫停留時間[2]等技術(shù)要求。

表2中規(guī)定的測溫停留時間是保證測溫裝置和罐內(nèi)油品溫度達到平衡的最少時間。在滿足這個時間條件下測溫裝置測量的結(jié)果才是準確可靠的。如果采用水銀溫度計測溫裝置，要盡快在測溫裝置內(nèi)油品溫度降損之前準確地讀取溫度值，否則讀取的油溫必然低于實際油溫。

罐內(nèi)油品的溫度測量數(shù)據(jù)在油量計算過程中有兩方面用途：①對容器壁溫度修正，將容器從標準溫度下的檢定容積（容器容積表示值）修正到使用溫度下的實際容積；②用于查找油品的體積修正系數(shù)，就是將油品從計量溫度下的體積修正到標準體積的修正系數(shù)VCF。

標準規(guī)定罐車油品液位測量后要立即測溫，檢尺和測溫要同步進行。一般情況下，裝車前的油溫要比大氣的溫度高得多，裝入罐車內(nèi)油品溫度下降的比較快，這時測量的油品溫度值比檢尺時測量的溫度要低，會造成不可忽略的計量誤差。而便攜式電子溫度計可快速測量罐車內(nèi)油品溫度。

表2 測溫停留時間[2]

5）罐車溫度測量。原標準規(guī)定罐車測溫數(shù)量與取樣數(shù)量相同，新標準規(guī)定如果運載車輛分為多個罐，通常應(yīng)在每個罐上測量溫度。當多個罐車裝載來自同一油罐的非加熱油品時，而且所有的罐車有相同的罐體型號、車輛型號、標稱容積、相同的環(huán)境條件，同為裸罐或保溫罐時，隨機選擇最少3個罐車測量溫度。

6）環(huán)境溫度測量。新標準建議采用移動式測溫裝置在裝、卸油棧橋背光位置測量一次或多次溫度，也可采用本地氣象站提供的數(shù)據(jù)，取平均值作為環(huán)境氣體溫度。關(guān)于罐車周圍環(huán)境溫度的測量，因沒有相應(yīng)的標準明確其測量方法，具體細節(jié)由交接雙方協(xié)議。如：陰天時選擇測量避風(fēng)處的環(huán)境溫度，晴天時選擇避風(fēng)處分別測量陽光和陰影下的環(huán)境溫度，然后取平均值。

7）密度分層的解決辦法。新標準在罐車取樣章節(jié)中重新規(guī)定了針對岸罐或管線存油引起的密度分層影響的解決辦法，對裝載或預(yù)計裝載不均勻油品時，應(yīng)依據(jù)2018版新標準6.6.4條款進行取樣。嚴格遵從統(tǒng)一的取樣方法，能保證整列罐車油品的均勻性；對不均勻油品取樣時，當樣品用于密度、水或沉淀物分析時，不應(yīng)對樣品進行物理組合，但可以對各樣品的分析結(jié)果進行數(shù)學(xué)組合。

8）實驗室密度測量。2018版新標準6.7.2條款中要求使用玻璃石油密度計測量樣品密度時，應(yīng)在罐內(nèi)油品溫度的±3℃范圍內(nèi)，且保證油品流動性，以減少體積修正的誤差。

3.4 油量計算

1）采用了新的石油體積修正系數(shù)。2018版新標準刪除了原標準中石油體積系數(shù)（K系數(shù)）、石油體積溫度系數(shù)（f系數(shù)）的使用，修改為采用體積修正系數(shù)（VCF），對罐壁溫度修正計算的相關(guān)參數(shù)也作了修改。詳見表3。

表3 新舊標準油品標準體積的計算公式

其中，石油體積修正系數(shù)的差異是GB/T 1885—1983《石油計量表》[3]與GB/T 1885—1998《石油計量表》[4]之間的差異導(dǎo)致的。

2）采用了GB/T 19779—2005《石油和液體石油產(chǎn)品油量計算靜態(tài)計量》中新的罐壁溫度修正系數(shù)公式[5]。新舊標準罐壁溫度修正系數(shù)對照表詳見表4。

表4 新舊標準的罐壁溫度修正系數(shù)

CTSh（罐壁溫度修正系數(shù)）修正的是溫度變化對油罐橫截面積的影響，故采用公式CTSh=1+2a（ts-20）計算。此處應(yīng)該注意的是：無論是保溫罐還是非保溫罐，都采用該公式計算，計算前量油尺測量的油高數(shù)據(jù)應(yīng)按ht=h20(1+a(td-20))對尺長做溫度修正。

3.5 對附錄A的說明

2018版新標準“附錄A鐵路罐車準裝高度范圍確定方法”對罐車載重、準裝高度的確定給出了方法，JJG 140—2008《鐵路罐車容積》中對計量性能的要求是鐵路罐車容積檢定結(jié)果的擴展不確定度不大于0.4%（k=2）[6],前提是在罐車的準裝高度范圍內(nèi)；當超過準裝高度時，其容積的檢定結(jié)果不能保證在規(guī)程規(guī)定的范圍之內(nèi)。因此，在準裝高度范圍內(nèi)裝運石油和液體石油產(chǎn)品是保證交接計量準確可靠的前提。

鐵路罐車除了具有計量功能以外，還具有運輸和耐壓的功能。為了保證鐵路罐車的安全運輸，在罐車的設(shè)計、制造時都有嚴格的技術(shù)要求，既要考慮計量的功能又要考慮運輸和耐壓的功能。由于運輸途中環(huán)境溫度的變化、運輸條件的變化等，罐體、罐內(nèi)油品的溫度受外界的影響因素都在發(fā)生變化，如果所裝載的油品超過準裝高度，必定給罐體的強度、剛度以及罐體結(jié)構(gòu)帶來危害。因此，鐵路罐車使用時，既不能超過其載重，也不能超過其準裝高度，這是保證鐵路罐車運輸安全的必要條件。

4 結(jié)束語

鐵路罐車作為油品交接計量的重要計量器具，本次的修訂可以說意義重大，它為廣大的油氣生產(chǎn)、運營企業(yè)和銷售企業(yè)的一線交接計量技術(shù)人員提供了結(jié)構(gòu)簡潔、內(nèi)容專業(yè)、可操作性強的技術(shù)文件。2018版新標準統(tǒng)一了技術(shù)要求，內(nèi)容上注重技術(shù)要點及邏輯關(guān)系的表述，并進一步完善了與相關(guān)技術(shù)標準的協(xié)調(diào)一致。在保證交接計量準確可靠的前提下，增加了新型電子計量儀器的使用，為提高交接計量工作的管理效率，減少交接計量人員的工作強度及技術(shù)的連續(xù)性奠定了堅實可靠的基礎(chǔ)。