摘要：介绍了科里奥利质量流量计工作原理、特性,以及在油品贸易交接计量中的成功应用。由开始在码头成品油装船贸易交接计量,扩展到成品油铁路槽车装车成品油汽车槽车装车、液化气汽车槽车装车等贸易交接计量及液化气、丙烯管道输送贸易交接计量的应用。
0引言
石油化工行业生产过程中的物料平衡、管理中的经济核算以及油品贸易交接过程中的计量,大都是以质量单位为基准的。采用差压式、容积式、速度式流量计以及检测容量的方法如油罐的人工检尺等手段测得的都是流体的体积流量,随着工况的变化,流体的一些特性参数如温度、压力、黏度、密度等因素都会发生变化。在工况变化大的场合,上述测量方法往往达不到正确测量流体质量流量的目的。因此，开发和使用直接式质量流量计,对于油品贸易交接计量和过程控制有着重要的意义。
由科里奥利质量流量计具备了正确性和稳定性、直接质量流量测量等特点,避免了传统的体积流量测量方法因受到温度、压力、黏度、密度等因素的影响而难以真正达到所标称的测量精度,改变了传统精度高流量计依靠机械转动和传动来实现流量的传递方法。所以，质量流量计已经在油装船、机务成品油铁路槽车装车、发油站成品油汽车槽车装车、气体车间液化气汽车槽车装车以及液化气分别向合成分厂、市煤气公司管道输送等贸易交接计量、装置内部物料传输计量核算等方面已得到广泛的成功应用。
1.质量流量计的工作原理
质量流量计是根据科里奥利效应制成的,由传感器及变送器两部分组成。传感器结构很多,有的是两根平行的∪型管,有的是两根Ω型管,有的是两根直管。它们都是在管子上外加电磁激励，使其测量管振荡,当流体流过测量管时,在科里奧利力的作用下,测量管会发生扭曲变形,通过测量管子的变形量,以直接或间接测量在旋转管道中流动流体产生的科里奥利力就可以测得的质量流量。流量为零时,即介质静止不流动时,两根测量管同相振动,无相位差,如图1所示。有介质流经测量管时,测量管人口处振动减速,出口处振动加速。流量越大,相位差也越大,处于人口和出口处的电磁式相位传感器记录测量管的振动相位。两根测量管的反相振动可确保系统平衡,如图2所示。
2质量流量计的特性
科里奥利技术在油品贸易交接应用方面的市场占有率迅速增高,其主要原因如下:长期以来的精度高和重复性、多功能性、可靠性、耐固体颗粒性,以及低压损和高性能等特点。
1)精度高和重复性
质量流量计即使在较高量程比和流体密度、黏度和成分不断改变的流体条件下也具有精度高和重复性,数字信号处理技术,有助于解决零点稳定性问题,确保其能在大量程范围内保持正确性。
2)多功能性
在量程比高及和流体特性无关的仪表因素之间,科里奥利流量计还具备众多功能。原来不同的产品需不同的仪表测量，而一台科里奧利流量计通常可测量多类产品。这尤其适用于综合性产品管线应用。
和其它技术的流量计不同的是,质量流量计无需整流和仪表保护方面的安装需求。因此它们安装方便、成本经济,可安装于任何地方。
3)可靠性
科里奥利传感器内无可动部件,能够保持其无需维护的长期完整性,提高质量流量计的使用寿命。鉴于其可靠性高，许多国家的计量机构减少了对其的标定要求,而其它类型流量计是要强制进行的。
4)耐固体颗粒性
流体中固体颗粒能经过流量计,而不影响其测量精度。但是,为了防止侵蚀流量计,应正确选型以防止潜在磨蚀性固体颗粒高速通过流量计。
5)低压损
早期的质量流量计,需要平衡精确度和压损。自艾默生高准推出数字处理以来,这种平衡已全部消失。数字处理型高准科里奥利流量计在大量程比下具有更高的基线精度,因此在低压损情况下仍能超出贸易交接计量精度要求。
6)在夹气应用中性能出众
由于无可动部件，科里奥利流量计不会在夹气环境中受损。另外,通过采用数字信号处理技术,科里奥利流量计在流量测量方面取得了巨大进步,其误差由20%降低至不到1%。
3质量流量计是油品贸易交接计量的理想选择
质量流量计具有直接、实时测量介质质量、密度温度和精度高(达0.1%)的特点。质量流量计测量整个流体的在线实时质量流量、在线实时密度、在线实时温度,并同时进行在线实时补偿。因此,科里奥利质量流量计不受过程介质温度、密度变化的影响。一经投人使用,它的测量结果是客观的。同时,质量流量计安装在发油管线终端,直接计量装船、装车的油品,包括管线存油。所以,质量流量计是测量油品贸易交接计量的理想选择。
4做好质量流量计的定期维护工作
选择了质量流量计,还要确保它的良好工作状态,才具备质量流量计进行贸易交接计量的条件。
1)坚持定期检查、维护
定期巡检设备,收集质量流量计的报警信息，发现问题,及时处理。一是瞬时体积流量不设置最小流量切除,便于巡检时检查质量流量计零位的偏差。当发现质量流量计零位偏离零位值过大时,进行零位确认,零位确认选择在装船或装车过程中暂停或结束后马上进行(此时油品温度与装船时温度接近)。进行零位确认前还建议保持管线压力与装船时压力相同，关严质量流量计前后阀门。二是作为贸易交接计量的质量流量计,应定期对质量流量计进行零位确认,一般情况下,夏季每月一次,冬季环境温度变换较大时,每周一次。
2)坚持定期分析计量数据,并及时处理
为了确保质量流量计测量的准确率,解决计量为了加强油品贸易交接计量的监督管理,减少油品贸易交接计量纠纷,已经于2004年夏季将4个码头质量流量计装船的各项数据(如温度、密度、瞬时质量及体积流量、累积质量及体积流量、零位等),用数字通讯的形式引人八七罐区操作室DCS系统进行记录,再通过公司的局域网,传输到公司的各大处室如:计量中心、销售等,都能第---时间了解和掌握油品装船、装车的情况，便于事后进行历史数据分析、判断和处理,也大大减少了油品贸易交接计量的纠纷。
3)坚持质量流量计定期检定
根据JJG897-95《质量流量计》规定,用于贸易结算的流量计检定周期不超过一年。在质量流量计装船使用过程中争议大时,也可以随时拆下流量计送检。但是,质量流量计离线检定用的介质、工况与实际使用时情况不同，检定后又存在运输震动，重新安装又存在安装应力,其计量精度受到较大影响,甚至达不到贸易交接计量的要求。码头油品装船大都是采用大口径的质量流量计,体积大、重量沉,现场安装密集,作业空间狭小，拆卸、安装质量流量计非常困难,也不利于安全生产。
目前,作为贸易交接计量安装使用的质量流量计已经达144台。因此,为了保证质量流量计的准确性,确保油品贸易交接计量不发生纠纷,维护双方的合法利益,有必要引进质量流量计在线实液检定装置。
5质量流量计在我公司油品贸易交接计量应用案例
1)大口径的质量流量计在码头成品油装船贸易交接计量中的应用
码头质量流量计分别使用在柴油、汽油、石脑油军柴、航煤、苯乙烯、甲苯、二甲苯、液化气、润滑油、硫磺等十几种产品的贸易交接计量的流量测量系统,如图3所示。在码头装船测量系统中,质量流量计运行应用有单台测量、两台并联测量还有三台并联测量的。
2)在铁路槽车成品油装车贸易交接计量中的应用
图4是质量流量计在机务车间铁路槽车自动装车流量测量系统的应用,图5是质量流量计分别在铁路槽车柴油、军柴、航煤、苯、甲苯、二甲苯等产品小鹤管装车流量测量系统的应用。
3)在汽车槽车成品油装车贸易交接计量中的应用
图6是质量流量计分别在发油站汽车槽车柴油、汽油装车和气体车间液化气、丙烯装车流量测量系统贸易交接计量中的应用。
此外,在气体车间球罐区,质量流量计还分别应用在液化气、丙烯管道输送到市煤气公司、合成分厂的贸易交接计量中。出单率全部都是以质量流量计的计量数据为准。
6结束语
1)质量流量计直接测量介质质量流量,一经投人使用,其测量结果是客观的。因此,质量流量计是油品贸易交接计量的理想选择。
2)使用质量流量计进行油品贸易交接计量,地提高装船、装车的工作效率。
3)使用质量流量计进行油品贸易交接计量,计量纠纷明显减小。质量流量计工作稳定、精度高(达0.1%),客户认可。现在码头油品装船使用质量流量计开单率达98.33%,油品装车使用质量流量计开单率达99.99%。
4)把成品油铁路槽车装车、汽车槽车装车质量流量计的各项数据(如温度、密度、瞬时质量及体积流量、累积质量及体积流量零位等)，用数字通讯的形式引人DCS系统进行记录,再通过局域网,传输到公司的各大处室如:计量中心、销售公司等,使这些部门都能第--时间了解和掌握油品装船装车的情况，便于事后进行历史数据分析,判断和处理,也确保油品贸易交接计量管理更加趋于完善。
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