如何把握油气计量交接的要点.ppt

如何把握油气计量交接的要点,主要内容,概述原油动态计量交接要点成品油动态计量交接要点天然气计量交接要点,3,概述,在长输管道的生产管理中原油、成品油、天然气的收、销、存及消耗的准确计量是非常重要的。压缩机效率、泵效率、加热炉效率等都是通过输量来测算的，生产运行方式也是根据输量来安排的，而输量是通过计量得到的，所以，除了贸易交接需要准确计量，长输管道经济、安全、平稳的运行也与准确计量紧密相关。,4,概述,贸易计量交接的作用是什么呢？对我们管输企业而言，体现在什么指标上呢？,5,概述,长输管道损耗计算公式,损耗=（本期收油气+上期库存）-（本期外销油气+自用油气+本期库存）,损耗控制指标,油气管道在正常运行情况下（不包括泄露等故障状态），损耗控制指标为：原油损耗0.2%；成品油损耗0.1%；天然气损耗0.25%。,油品动态计量,目前，中国的原油、成品油贸易计量都采用计重方式，按空气中的纯油质量进行交接，以吨为计量单位。均以管道输送为主，一般采用流量计动态计量，静态计量大部分只作为盘点库存量的手段。原油计量一般采用刮板流量计；成品油计量一般采用质量流量计；,螺旋转子流量计,质量流量计,超声流量计,涡轮流量计,容积式流量计,管道动态计量工作器具,天然气计量,目前，国际天然气贸易计量分为体积计量、质量计量和能量计量三种，工业发达国家采用以能量计量为主，体积计量为辅的方式，我国天然气贸易计量是在法定的质量指标下，以体积或能量的方法进行交接计量，目前基本上以体积计量为主，中石油天然气贸易计量基本采用体积计量方式，只有很少部分采用能量计量。,10,质量计量,体积计量,能量计量,能量计量反映的是天然气的热能，最能反映天然气的特点，是最合理和科学的计量方式，在世界天然气贸易中被广泛采用。中国目前普遍采用以体积流量作为天然气贸易结算依据。,三种计量技术,天然气计量,天然气均以管道输送为主，采用流量计动态计量，所以天然气工作计量器具基本上就是各类流量计、组分分析仪、流量计算机及补偿用的压力、温度仪表。随着西气东输工程等大规模的天然气管道建设，管输天然气计量设备、仪表的配备水平迅速提高，在新建的A级计量站中，超声流量计、涡轮流量计几乎全部取代了孔板，成为最主要的计量仪表。DN100以上大口径流量测量仪表选用4声道以上的超声流量计，中小口径选用涡轮流量计。,油气计量系统计量误差,原油计量系统计量误差：0.35%成品油计量系统计量误差：0.25%天然气计量系统（A级）计量误差：1.0%,13,如何用较大的计量误差实现较小的损耗指标，就是我们今天交流的重点如何把握计量交接的要点。随机误差系统误差,概述,第二部分原油动态计量要点,动态计量是指石油在动态流动条件下进行的流量测量，由流量仪表来完成。目前国内原油动态计量主要有三种类型，一种是原油的体积量由流量计计量，人工读数，取样、化验，测出原油密度和含水率，人工计算油量。另一种是油量交接的主要参数体积量、密度、含水、压力、温度等值，全部采用仪表连续测量，并且直接算出纯油量。还有就是采用质量流量计直接测量管输油品的质量。,流量计配玻璃密度计法Mn=VtMFCtlCplCsw20Fa式中：Mn空气中的质量Vtt温度下油品的体积Ctl体积修正系数20标准密度MF流量计系数Fa空气浮力修正系数Cpl压力修正系数Csw含水系数,原油油量计算,流量计配玻璃密度计法Mn=VtMFCtlCplCsw20Fa式中：Mn空气中的质量Vtt温度下油品的体积（流量计直接测量）Ctl体积修正系数（根据油温、20查表）20标准密度（根据视温、视密查表）MF流量计系数（根据检定结果计算）Fa空气浮力修正系数（根据20查表）Cpl压力修正系数（根据油压、15计算）Csw含水系数（直接分析）,原油油量计算,Vt除了人为和信号传输问题，没有误差Ctl约0.07%/，温度影响与计量结果反向20按比例同向影响计量结果MF按比例同向影响计量结果Fa除了人为，没有误差Cpl约0.01%/0.1MPa，压力影响与计量结果同向Csw按比例同向影响计量结果,各参数影响程度,容积式流量计容积式流量计（positivedisplacementflowmeter），简称PD流量计。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。,流量计壳体,刮板轴承,刮板,刮板轨迹,流体,测量原理,流动剖面,21,影响容积式流量计准确度的因素,Vol/Rev受以下因素的影响:测量室体积（排量）通过间隙的漏失量,Volume=xRevs,VolRev,式中：Volume流量计流量；Vol/Rev流量计每转过流体积；Revs流量计转子转数。,流量计基本检定原理,标准值,_,计量值,=流量计系数,不管体积管或流量计的类型，基本原理是类似的,流量计系数(MF)MeterFactor它是油品通过流量计的实际体积（或质量）与流量计指示体积（或质量）的比值。,DoubleFolded,SkidPackage,SingleU-bend,球型标准体积管,PressureGageandVentConnections,在线检定,流量仪表离线检定结果只能说明其在检定条件下的计量特性；当现场的安装、操作、环境等条件不同于检定条件时，其计量特性会有所改变，给现场的测量结果带来附加的误差，而且往往并不知道该附加误差的大小甚至方向，判断其是否会引起测量超差也就无从谈起。只有与运行条件相似的在线检定才能实现真正的仪表检定，因为它能真正即如各种因素对仪表性能的影响，才能保证量值传递链或溯源链的连续和封闭。,在线检定的科学性,对物性参数影响的修正对操作条件影响的修正对安装条件影响的考虑对环境影响的考虑在线检定的最大缺点就是现场条件很难满足检定规程的要求。,28,漏失量公式,漏失量(q)=K,Xc3PLc,式中:K单位常数P间隙两侧的压差Xc间隙宽度Lc间隙长度液体绝对粘度,29,漏失量变化原因流量(P)粘度摩擦(P)磨损,30,主要漏失途径,1、转子上下端面2、转子与挡块之间3、刮板槽口4、刮板端面5、刮板上下端面,1,2,3,4,5,31,粘度漏失量计量值MF值2.温度粘度漏失量计量值MF值,粘度、温度、MF值之间的关系,32,实测（刮板流量计）,质量流量计Mn=MtMFFaCw式中：Mn空气中的质量Mt质量流量计累计量MF流量计系数Fa空气浮力修正系数Cw含水系数,成品油计量系统,质量流量计,Emerson质量流量计,E+H质量流量计,ABB质量流量计,Krohne质量流量计,35,在双管型质量流量计当中，入口处的分流管把流入的介质均等地一分为二，送到两根测量管中，这样保证了100%的介质流经测量管两根测量管由于驱动线圈的作用，产生以支点为轴的相对震动。当测量管中有流量时，产生如图所示的科里奥利现象。F=m*a,科里奥利质量流量计的工作原理,36,流量检测原理,37,2.9098克/秒/微秒,相位差与流量标定系数,38,振荡频率与密度的关系,39,安装平稳消除应力为满足零点调整要求，流量计出口应安装阀门应安装在管线最低点，管内充满油品。质量流量计前后应采用支架固定应远离输油泵等干扰源。,质量流量计的安装要求,质量流量计在线检定,41,一、安装科氏力质量流量计对安装应力、机械震动比较敏感，不当安装所造成的管道应力会影响流量计振动管的自由振动，影响流量计的频率输出；机械震动也会干扰输出信号的检测，最终将影响流量示值。判断安装质量的指标-驱动增益DRIVE20%,质量流量计计量要点,42,二、气化容积式流量计计量的油品中夹杂气体，仅仅是将这部分气体当成油品进行计量，计量结果偏大，科氏力质量流量计计量的油品中含少量气体将导致计量失准，剧烈的气化将导致计量失效。定性的结论是：油品中夹杂气体会导致流量偏高且大幅波动。要点：1、确保流量计背压不低于油品饱和蒸汽压的1.25倍；流量计安装在调节阀上游；装车的流量计要确保进出管线处于满管状态。2、从报警信息和密度显示等判断是否存在气化现象。,质量流量计计量要点,43,三、调零科氏力质量流量计的零点值直接参与流量计算，不当的调零将带来远大于1%的计量误差。要点：1、条件不具备，宁可不调零；2、调零后流量计要重新在线检定/校准；3、调零后的零点值要与出厂零点值比较。,质量流量计计量要点,44,四、检定科氏力质量流量计在线检定一般采用体积管+在线密度计方式进行，在线密度计的密度值直接等比例影响检定结果，而振动管密度计对安装要求很高。要点：1、严格按要求安装在线密度计，主要是应力问题；2、检定前用标准玻璃密度计与在线密度计进行比对，在比对允许范围内才可检定。,质量流量计计量要点,第四部分天然气计量要点,Z=Vm(真实)/Vm(理想)Vnn=VffPnVn/(TnZn)=PfVf/(TfZf)M=VffEn=VnHsnvEn=MHsnm,46,天然气体积量计算公式,p0、T0、V0、Z0代表标况绝对压力MPa、热力学温度K、标况瞬时流量Nm3/h，和标况压缩因子。p、T、V、Z代表工况绝对压力MPa、热力学温度K、工况瞬时流量m3/h，和工况压缩因子。,47,从公式中可以看出，p0为101.325kPa，T0为293.15K，均是固定值，对计量结果V0的计算没有影响；Z0在常见组分、标况条件下一般为0.998，对计量结果V0基本没有影响；而p、T、V、Z的测量均对计量结果V0有较大影响。GB/T18603中对A级计量系统配套仪表的准确度要求分别是：温度0.5、压力0.2%、工况体积流量0.75%。,天然气计量,48,V与V0是直接正比关系，也就是说在V的准确度达到GB/T18603要求0.75%的条件下，V0依然会产生同方向的0.75%的计量误差，是计量结果最大的误差源，我国对贸易计量交接流量计实行检定管理，目前基本上出1.0%的检定证书。减少这部分误差的方法主要是采用流量计系数修正法，对流量计的检定流量逐点修正，修正后的流量计计量不确定度由重复性、标准装置不确定度和流量计稳定性构成，可以大幅降低V的实际计量误差，视流量计稳定性的不同，一般可以达到（0.40.6）%左右。,工况体积对计量结果的影响,49,p与V0是直接正比关系，也就是说在p的准确度达到GB/T18603要求0.2%的条件下，V0依然会产生同方向的0.2%的计量误差；同时，工况压力测量误差会引起压缩因子的计算误差，p增加0.1%，Z减小约0.01%。影响压力变送器测量值误差主要有以下2个方面：1、设备本身的测量误差，2、环境温度及太阳直射的影响。,工况压力对计量结果的影响,50,要点：1、因压力变送器的最大允许误差是用输出量程的百分数表示的，所以，减少其测量误差，首先应选取与最大测量值配套量程的变送器；其次，变送器送检应索取检定数据，常用测量点示值误差应较小，如果较大的应视情况更换，或交接方共同加修正值，而不是使用检定证书得出的“合格”结论即可。,工况压力对计量结果的影响,51,2、虽然压力变送器在其铭牌标明的工作温度范围内可以正常工作，但其在室外较高温度下工作，尤其暴晒在阳光下，将加速仪表老化，同时，因此时变送器的工作温度与实验室检定温度差异较大，有实验数据表明，其压力测量值与进行了防晒保护的压力变送器测量值的差值达10kPa以上，即影响计量结果0.1%以上，而且其变化方向不定。所以，现场安装的压力变送器应增加防晒措施。,工况压力对计量结果的影响,52,T与V0是直接反比关系，也就是说在T的准确度达到GB/T18603要求0.5的条件下，V0依然会产生反方向的约0.17%的计量误差；同时，温度测量误差会引起压缩因子的计算误差，温度每增加0.5，计量结果V0减少约0.30%，大于0.17%的部分是由于T引起工况压缩因子变化所造成，T增加工况压缩因子增加，且随着温度的增加压缩因子增加的量值逐渐减小，对计量结果也逐渐减小。温度每变化0.5，即变化0.17%（相对293.15K而言），工况压缩因子变化0.1%以上，可以看出温度对压缩因子的影响大于压力对压缩因子的影响。,工况温度对计量结果的影响,53,要点：1、温度变送器送检应索取检定数据，常用测量点示值误差应较小，较大的应视情况更换，或交接方共同加修正值，而不是使用检定证书得出“合格”结论即可。2、虽然温度变送器在其铭牌标明的工作温度范围内可以正常工作，但其在室外较高温度下工作，尤其暴晒在阳光下，将加速仪表老化，而且，由于太阳直射，金属保护套管的蓄热及传导的影响，测温元件感受到的不是所测天然气的真实温度，而是二者的相互叠加，实验数据表明，太阳暴晒下的温度变送器测量值偏高1以上，即计量结果V0减少0.6%以上。所以，现场安装的温度变送器应增加防晒措施。,工况温度对计量结果的影响,54,Z与V0是直接反比关系，直接影响计量结果，Z是计算值，与压力、温度和天然气组分相关，前面已介绍温度、压力对Z的影响，本节重点介绍天然气组分对Z的影响。管输天然气中甲烷含量通常在90%以上，其中C1至C3，N2、CO2含量在总含量中占据比重较大，其他组分含量较少，,工况压缩因子对计量结果的影响,55,甲烷变化1%N2变化1%CO2变化1%C2变化1%C3变化1%7MPa-0.52%-0.30%0.15%0.38%0.73%10MPa-0.73%-0.47%0.25%0.55%1.06%,组分影响压缩因子简表,56,目前，天然气长输管道组分分析一般采取首站安装在线色谱分析仪，实时分析组分数据，送入流量计算机进行计量计算，管道沿线分输站根据首站组分数据手工置入。在线色谱分析仪一般采用外标法定量，对原始结果归一处理，测定过程中所引入的不确定度在计算过程中被抵消，因此，检测过程中的不确定度主要由以下2个不确定度分量组成：1、样