石油流量的测量

    (1)石油流量测量的特点石油是国民经济的血液,一年数亿吨的石油在采集、输送储存、加工及分配等各个环节需要用大量的流量测量仪表。由于石油在各个不同环节所表现出来的特性差别很大,计量数据用途也有不同,所以仪表选型、使用等也有很大差异与其他液体计量相比,石油流量测量有下列主要特点

    ①石油品种较多,不同品种之间差异较大

   a.中低黏度石油产品如煤油、柴油,黏度不高,温度不高,流体洁净,对测量无苛刻的要求

   b高黏度油品如原油、重油、渣油等,黏度较高,为了便于输送,往往被加热到较高温度。流体中含有固态杂质,流量测量前须严格过滤

    c.低黏度油品如汽油、液化石油气,黏度很低

    ②计量精确度要求高。用于贸易结算的油品计量,必须达到规定的精确度,以保证供需双方的利益。GB17167规定,分厂(车间)和重点用能设备能耗考核用汽油、柴油原油计量应达到0.5%R精确度;进出企业结算用汽油、柴油、原油计量应达到0.35%R精确度,而在大宗油品计量中,计量精确度的要求更高,意义更大。例如原油交接计量站计量的原油,一个站每年约为数百万吨,千分之一的误差就将引起每年100万元的结算差额

    ③应考虑在线实流校准。用于石油计量的流量计,一般口径较大,拆下送检极不方便,应有实流校准设施或留有连接标准表的接接口,以便进行在线实流校准

    ④质量流量测量。大多数情况下以质量流量结算

    ⑤流体易燃易爆

(2)仪表的选型和使用

    ①容积式仪表的使用,容积式流量计在石油产品的计量方面有悠久的使用历史,石油行业积累了丰富的经验,其中1SO2714:1980《液态烃一一用除计量泵以外的定排量(容积式)仪表系统的体积测量》就包含了很多实践经验[2)。容积式流量计在石油计量中具有独特的优势,关键原因是流体本身的自润滑作用,使这种仪表能长期、稳定运行,而且精确度高,范围度较大(一般可达10:1)

    石油计量用的容积式流量计常用的有椭圆齿轮式、腰轮式、螺式、旋转活塞式、刮板式等多种,不同的种类其口径、范围和适用的流体黏度也不同。容积式流量计选型和使用中应注意如下几点

    a.精确度与流量范围度有关。同一台仪表如果额定精确度等级较高,只能在较低的范围度内得到,如果想得到较大的范围度则必须要降低精确度等级。

    b.流体黏度对测量误差有一定影响。与涡轮流量计等其他流量计相比,黏度影响较小此外,还与许多其他流量计随黏度增大而误差增大不同,黏度增大因间隙间泄漏减小而性能改

    d.流体温度对测量误差的影响。容积式流量计的测量误差同仪表计量室容积和间隙大小密切相关。流体

温度升高时,计量室容积增大。转动部件每转一周,通过仪表的液体量相应增大。例如椭圆齿轮流量计计量室和齿轮均为铸钢时,测量值变化+0.36%/10℃[30;均为铸铁时,测量值变化十0.33%/10℃;计量室为铸铁齿轮为铸铝时,则为+0.14%/10℃[15

    e.压力损失及黏度对压力损失的影响。容积式流量计是由流体能量来推动测量元件,因此带来相当高的压力损失。此压力损失要比同样口径和流量的涡轮式或其他有阻碍流量计大。液体用仪表在最大流量时黏度为1~5mPas,液体的压力损失在20~100kPa之间。若黏度增加,压力损失随着增加。

    ②不同类型容积式仪表的特点

    a.椭圆齿轮流量计。安装在计量腔内的一对相互啮合的椭圆齿轮,在流体的作用下交替相互驱动,各自绕轴旋转,齿轮与壳体之间有一新月形计量室,齿轮每转一周就排出4份固定的容积,因此由齿轮的转动次数就可计出流体流过的总量。

    b.腰轮流量计,在腰轮流量计中,由腰轮同売体所组成的计量室和腰轮转数实现计量

    c.旋转活塞式流量计。旋转活塞式流量计工作原理如图3.35所示。其显著的特点是其最大、最小流量比相同口径的其他容积式流量计都小,如表3.10所示,主要用于各种工业炉窑燃油计量。由于结构关系,该原理仪表必须水平安装。投入使用前必须利用所设的排气螺塞进行排气,才能保证计量精确度。

    ③轮流量计的使用。涡轮流量计在石油成品流量测量中应用得也很广,这主要是因为石油本身是良好的润滑剂,在流量测量过程中能对轴和轴承进行良好的润滑,有利于仪表的长时期可靠运转。轴和轴承经特殊设计的满轮流量计甚至在难度较高的液化石油气流量测量中,也能获得成功应用

    ④差压式流量计,前面所述的容积式流量计、涡轮流量计主要是因精确度高,在油品计量中获得广泛应用,但寿命和可靠性不尽如人意,尤其是转子式容积流量计安全性不高因此在过程控制油品流量测量中,因精确度要求不高,首先满足可靠性,常优先选择差压流量计。

    ⑤内锥式流量计。内锥式流量计(V one flowmeter)是美美国 MCCROMETER公司于20世纪80年代研制推向市场的一种新型差压式流量计。

    ⑥超声流量计。近几年来,超声流量测量技术已发展得相当成熟,价格也在降低,其突出的优势和应用领域主要体现在以下方面流量换能器可不与被测介质直接接触,流体的高压、含有较多杂质以及易凝固、易结晶等恶劣条件都不对流量测量构成威胁。近几年来,超声流量计应用于重油、燃油流量测量的实例逐渐多起来夹装式超声流量计虽然精确度不高,但安装方便,常用于流量监视和过程控制,尤其合无停车机会的场合。还常用来作其他流量计的比对手段,即在怀疑已经装设的液体流量计失准时,将其夹装在相应的管段,同被校表进行比对。

    ⑦科氏力质量流量计

    a.工作原理。科里奥利质量流量计( Coriolis mass flowmeter)简称科氏力质量流量计它是基于下述原理工作的。

    b.优点。科氏力质量流量计投入工业应用之后,尽管售价高,但仍以其不可替代的许多优点取代部分容积式流量计、速度式流量计、差压式流量计等,稳定地占领市场。