原油交接计量误差浅析
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作者: 张利彩 汪玉东
【摘 要】 本文对影响原油交接计量系统中误差的主要因素进行分析，并根据实际工作经验提出了相应的措施，如何把计量综合误差控制在0.35%范围内。
【关键词】原油贸易交接 误差 分析
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-249-01
原油贸易交接计量是在测量条件下，测量出贸易交接的原油体积量、温度、压力、密度、含水率等原油质量参数，用测得的参数计算标准参比条件下贸易结算的不含水原油的数量。原油贸易交接直接影响交接双方的经济效益。因此本文从影响系统误差的各个因素分析，阐述分析计量过程中计量误差产生的原因，研究控制计量误差的方法，确保达到原油贸易交接计量综合误差控制在0.35%的国家标准要求。
一、柳屯油库原油贸易交接的方式
原油首先进入油库进行沉降脱水处理含水率小于0.5%后，方可将原油进行外输。起输前，读取流量计首数，用自动取样器每10秒取样一次，每两小时读取流量计体积值、原油温度、原油压力。制成1000ml综合样后，对综合样按规定进行化验，出具双方认可的原油含水率、密度的化验报告，在根据双方认可的流量计原油温度、压力、密度和含水率用国标《原油动态计量油量计算 GB9109.5-88》对流量计的读差进行修正，计算出8小时的纯油量，交与需方签字认可。
二、影响计量综合误差的主要因素
从贸易交接计量过程中可以看出影响原油动态计量综合误差的重要因素有：1、流量计精度及计算方法；2、温度测量误差；3、压力测量误差；4、取样误差；5、密度测量误差；6、含水测量误差。这6项主要因素每项都有许多子因素，只有将每个子因素的计量误差控制在最小范围内，才能达到控制计量综合误差的目的。
1、流量计计量误差分析及措施
现在，我们大多采用的容积式流量计进行流量计量。容积式流量计在保证制造加工的精度、装配符合要求的前提下，精度均能达到0.2%级。但仍有一些因素产生计量误差：就是测量单元与壳体的内腔形成的计量室存在缝隙（0.05-0.1mm），导致流体未经计量就从缝隙中渗漏出去而产生的渗漏误差。
按JJG667-97《容积式液体流量计计量检定规程》对交接流量计进行检定使其基本误差和重复性误差符合JJG667-97的要求后出具流量计系数ξ，用该系数进行计量交接，达到消除因流量计的渗漏而产生的渗漏误差。
2、腰轮流量计的特点
1）、精确度高。腰轮流量计使用两个（或四个）摆线型腰轮与壳体形成计量腔精确的间隙设计和先进的制造工艺，基本误差不仅可达到±0.2%，还可到±0.1%。
2）、无接触旋转，重复性好。摆线型腰轮运转时互相不接触，避免相互磨损，即使更换石墨轴承和其他零件，也不会改变腰论的间隙值。
3）、计量精度不受流体流动状态的影响，流量计前后可不需要直管段，适应介质粘度范围广。无论测量高粘度或低粘度的液体，均可在较大的范围内保证精度和极高的耐用性。
4）、公称压力2.5Mpa以上的流量计均采用双壳体结构。计量腔内外处于等压状态，消除了金属受压变形对计量腔容积的影响保证了流量计精度与工作压力无关。
5）、采用积木式结构。流量计分为传感器、调整机构、指示器、机械计数器和防爆光电脉冲转换器等独立的组件，可根据需要按功能和要求选择组合而成。
6）、维修简单，运行可靠，数字显示，直观清晰
7）、在最大流量下压力损失一般不超过0.05MPa。根据国标gb9109.1——88《〈原油动态计量一般原则〉规定，流量计用于国内贸易结算时，应使用流量计系数法或流量计基本误差法。由于流量计系数法比流量计基本误差法具有更高的计量准确性，所以尽可能用流量计系数法。
3、温度计量和体积计量误差的关系
体积与温度有密切的关系，原油动态计量过程的温度测量精度，必须严格控制。一是以一定的时间间隔读取一次原油温度值，用平均温度值作为本次外输原油的温度。二是测量温度的位置和方向要符合GB8972《石油和石油产品温度测量法》的要求。三是选用分度值为0.1oC、工作温度在测量范围的1/3—2/3处、经检定合格并在有效期内的温度计。这样可保证温度测量准确度达0.015%。
5、压力计量与体积计量误差的关系
压力增加时原油的体积因压缩而减小，压力减小时原油的体积因膨胀而增大。原油体积量受压力影响的公式是V=Vm/[1-F（Pm-Po）]，因此原油动态计量过程的压力测量同温度测量一样必须严格控制。选用工作压力在测量范围的1/3—2/3处、经检定合格并在有效期内的0.4级精密压力表。这样可保证压力测量准确度达0.015%。
因此体积计量综合误差为：
0.22+0.122+0.0152+0.0152 =0.234%
体积计量不确定度为0.234%。
四、取样误差分析
采用动态计量的方法进行原油贸易交接时，必须从外输流量计的出口处取得有代表性的原油样品，利用样品测量原油的各项参数。为了消除取样误差，在计量交接中可采用原油自动取样器取样。根据所需原油样品的多少和自动取样器的每次取样量计算出确定取样的时间间隔，并取得具有代表性的原油样品，使取样的不确定度达到0.01%。
五、原油密度测量误差分析及措施
原油的密度值是从外输流量计取得的样品，在实验室内用分析测量方法测定的，目前采用的是密度计测量法，执行GB/T 1884—2000《石油和液体产品密度测定法（密度计法）》。密度计法测量原油密度的误差来源于仪器误差、测量误差和读数误差。
1、密度计采用最小分度值为0.0005g/cm3Ⅰ型精度密度计，而且是经省级计量检定部门检定合格并给出修正值的，最小分度值为0.2 oC，最大刻度误差为±0.15%。当原油样品的性质要求在高于或低于室温的条件下测量密度时，应使用恒温水浴，确保样品的温度变化温度在0.5 oC以内，避免温度变化过大而影响测量结果。
2、测量原油的密度值时，测量样品的温度要尽量接近输油时实际温度，应在实际温度的±2 oC的范围内测量。
3、测量密度值在操作过程中尽量避免人为误差，做到轻拿轻放，读数时应应准确到0.0001 g/cm3，重复两次，两次测得的密度值相差不应大于0.0005 g/cm3，否则重新测试。
4、在严格管理和标准操作的情况下，密度测量的不确定度可以控制在0.125%。
六、含水率测量误差分析及措施
原油含水率的测量，目前我们采用蒸馏法测量原油中的含水量，含水率测量的误差就要来源于仪器设备误差、测量误差及读数误差，从含水率测量的原理和操作过程来分析，抓住如下几个技术关键就能有效保证测量不确定度。
接收器每年进行一次标定，标定结果在0.025ml范围内的给出修正值，否则更换接收器，二甲苯和干燥剂要进行脱水处理，所用仪器、设备都需要进行干燥处理，以保证不将外来水份带入原油试样中。
样品称量也是操作的关键，将样品称量准确到0.2 g，仪器装配时确保所有连接对蒸汽和液体都是密封的应缓慢地加热，冷凝液不超过冷凝器内管长度3/4，馏出物在大约每秒2-5滴的速度下滴进收集器，收集器内水的体积至少5min保持不变，停止加热，用二甲苯冲洗，保证水份100%地进入接收器中。
3、水转移到接收器后，让接收器中的物质冷却到20oC（或室温），读出收集器内水的体积，收集器的分度刻线为0.05ml，读数估计的体积应接近0.025ml。
4、这样原油含水率测量不确定度为0.125%。
七、综合计量误差
综上分析商品原油贸易交接计量的综合误差为
0.23592+0.152+0.1252+0.1252=0.3307
综合计量误差是0.33%。
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