摘要:煉油廠的液化石油氣主要組成部分為丙烷、丙烯、丁烷、延遲焦化液化石油氣等，由于其飽和蒸汽壓較高，容易導(dǎo)致氣液兩相共存，因此，煉油廠的液化石油氣產(chǎn)品一直是通過汽運(yùn)過磅的形式進(jìn)行出廠計(jì)量。隨著時(shí)代的發(fā)展，客戶對便捷、速度的要求，流量計(jì)計(jì)量逐漸成為迫切的需求。本文針對液化氣出廠從過磅計(jì)量到流量計(jì)計(jì)量的轉(zhuǎn)變過程中遇到的問題進(jìn)行探索和分析，為實(shí)際應(yīng)用提供理論和技術(shù)方面的指導(dǎo)。
前言
　　科氏質(zhì)量流量計(jì)作為一種可以直接測量流體質(zhì)量流量的精度高儀表，具有無可動(dòng)部件和密封件、測量精度受介質(zhì)溫度、壓力及密度參數(shù)影響小的特點(diǎn)平，同時(shí)由于流量檢測中常用的流體物性參數(shù)主要有密度、粘度、壓縮系數(shù)、比熱比和氣體絕熱指數(shù)，因此科氏質(zhì)量流量計(jì)不僅應(yīng)用于石油行業(yè)，例如利用科氏質(zhì)量流量計(jì)和低含水分析儀計(jì)量外輸原油的純油量中;在轉(zhuǎn)油站使用質(zhì)量流量計(jì)，用于各個(gè)計(jì)量站原油的外輸計(jì)量和含水分析。通過質(zhì)量流量計(jì)對原油的流量、密度進(jìn)行測量，然后用密度法算出含水率，進(jìn)而得出純油量[3];同樣也廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中，比如用于測量工藝管道中流經(jīng)的各種單獨(dú)介質(zhì)的流體、各種漿液、非牛頓流體、有足夠密度的中高壓氣體、高黏度流體、含有微量氣體的液體、懸浮液等，能夠充分滿足石油化工生產(chǎn)裝置對質(zhì)量流量的計(jì)量要求。因此科氏質(zhì)量流量計(jì)較其他流量計(jì)具有明顯的優(yōu)勢，它不僅是提高產(chǎn)品質(zhì)量的保障，而且是企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段5I，逐步為客戶所接受。但由于石油液化氣為非均勻混合液體(例如含水液化氣)，易造成流量計(jì)測量管內(nèi)部介質(zhì)質(zhì)量分布不均，造成測量誤差。因此，石油液化氣利用科氏質(zhì)量流量計(jì)出廠一直是一個(gè)難點(diǎn)。
1.項(xiàng)目背景:過磅出廠與裝車流量計(jì)的數(shù)據(jù)比對
　　廠內(nèi)液化氣出廠一直采用汽車衡出廠的計(jì)量方式。2021年5月1日至11月17日，將流量計(jì)裝車數(shù)據(jù)與過磅量進(jìn)行數(shù)據(jù)比對，部分比對結(jié)果如圖1。
　　在此期間共采集液化氣裝車臺(tái)2~14鶴位流量計(jì)一汽車衡計(jì)量比對數(shù)據(jù)11663組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中不合格數(shù)據(jù)有5818組，數(shù)據(jù)合格率為50.12%，如表1所示。
 
　　從圖中的數(shù)據(jù)分析，流量計(jì)與過磅量的差距較大，流量計(jì)本身的計(jì)量還達(dá)不到貿(mào)易交接的要求。經(jīng)過現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，科氏質(zhì)量流量計(jì)本身檢定完畢后，直接回裝，并未按照現(xiàn)場的實(shí)際工況進(jìn)行溫壓補(bǔ)償，與此同時(shí)，部分鶴位流量計(jì)的安裝有應(yīng)力的影響。結(jié)合比對數(shù)據(jù)及現(xiàn)場分析，接下來對每個(gè)鶴位的流量計(jì)進(jìn)行了溫壓補(bǔ)償、消除應(yīng)力，同時(shí)也對流量計(jì)部分參數(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。調(diào)整后，流量計(jì)與過磅量的部分比對數(shù)據(jù)，見圖(2)。
 
　　調(diào)整后，流量計(jì)與過磅量差量減小，再次收集流量計(jì)與過磅量的比對數(shù)據(jù)543組，其中不合格數(shù)據(jù)55組，數(shù)據(jù)合格率89.87%，相比調(diào)整前數(shù)據(jù)合格率提升39.75%，如表2所示。
 
2.影響數(shù)據(jù)合格率的因素
　　從上述兩次的比對統(tǒng)計(jì)表可以看出，雖然合格率有所提升，但還沒有達(dá)到使用流量計(jì)進(jìn)行貿(mào)易交接的條件。經(jīng)過一個(gè)多月現(xiàn)場裝車調(diào)研，發(fā)現(xiàn)影響數(shù)據(jù)比對的合格率不僅與儀表安裝應(yīng)力、溫壓補(bǔ)償有關(guān)，也受現(xiàn)場裝車操作、工藝操作、汽車衡本身精度等多方面影響。
(1)現(xiàn)場裝車操作的影響
　　液化氣類產(chǎn)品裝車是一個(gè)典型的采用常壓開放式鶴位裝車，槽車開至所分配的鶴位，車輛停穩(wěn)熄火后，由裝車操作人員將鶴管放置到槽車底部，同時(shí)將防靜電接地夾夾在槽車上。完成準(zhǔn)備工作后，操作人員在鶴位批控器上輸入裝車密.碼，打開氣動(dòng)二段式裝車球閥，開始裝車。開始時(shí)裝車閥打開一半開度，以低流速裝車，5s以后，裝車閥全部打開。然后根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況，隨時(shí)調(diào)節(jié)流量，做好錯(cuò)車準(zhǔn)備。達(dá)到預(yù)裝量后，人工或者自動(dòng)關(guān)閉批控器，完成裝車。從上述裝車流程可以看出，實(shí)際裝車時(shí)，由于系統(tǒng)管線壓力與槽車內(nèi).壓力相差較大，很容易引起液化氣汽化，而質(zhì)量流量計(jì)在氣液兩相時(shí)無法正常計(jì)量，易造成數(shù)據(jù)偏差，而且不同的裝車人員有不同的操作習(xí)慣，這些因素都會(huì)影響流量計(jì)數(shù)據(jù)的正確率，因此，規(guī)范裝車操作是面臨的第一個(gè)問題。
(2)工藝操作對數(shù)據(jù)的影響
　　一旦使用流量計(jì)進(jìn)行結(jié)算，也將對工藝操作提出新的更嚴(yán)格的要求，如泵的操作、裝車流量穩(wěn)定性、批控器正確操作、裝車連續(xù)性、數(shù)據(jù)采集錄入正確率等，這些因素都可能影響數(shù)據(jù)合格率。
①泵抽空操作對數(shù)據(jù)的影響
 
　　如圖3所示:裝車到后半段時(shí)，產(chǎn)生了嚴(yán)重的泵抽空現(xiàn)象;結(jié)束裝車時(shí)，人工直接干預(yù)批控器，在流速為9t/h時(shí)按下停止鍵，結(jié)束裝車流程。通過比對數(shù)據(jù)可以看出，流量計(jì)與汽車衡的差率為1.07%，因此泵抽空操作會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)的合格率。
②流量波動(dòng)對數(shù)據(jù)的影響
　　如圖4所示，裝車的間隙一直有流量波動(dòng)，裝車結(jié)束后，緊接著又產(chǎn)生了波動(dòng)，流量計(jì)也將此波動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了累計(jì)，造成流量計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)偏大，流量計(jì)與汽車衡的差率為0.46%，存在顯著的超差。
 
 
　　從圖5可以看出:前車充裝時(shí)間是12:15-13:12，后車充裝時(shí)間是13:14--14:17。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)際排查，前一車于13:06就已經(jīng)停止充裝，后一-輛車先將第--輛車未裝完的部分裝入自己車后，又在13:14分開始裝自己的車，因此造成第--輛車實(shí)際裝車數(shù)據(jù)小于流量計(jì)的計(jì)量數(shù)據(jù)，第二輛車的實(shí)際裝車量大于流量計(jì)的計(jì)量數(shù)據(jù)，造成兩輛車都比對超差。
 
④長時(shí)間的裝車中斷對數(shù)據(jù)的影響
　　如圖6所示:此車12:28起輸，13:10停輸，13:10-15:05之間出現(xiàn)近兩小時(shí)暫停，15:05分重新充裝，到15:23停裝，經(jīng)過現(xiàn)場排查，發(fā)現(xiàn)停裝原因是罐內(nèi)沒有產(chǎn)品，在等待另一個(gè)罐的產(chǎn)品合格。從比對數(shù)據(jù)顯示，長時(shí)間裝車中斷后，再二次裝車，對數(shù)據(jù)合格率影響較大。
(3)汽車衡本身的加量誤差對數(shù)據(jù)的影響
　　由于比對方式是流量計(jì)對汽車衡的比對，使用的公.式為:
數(shù)據(jù)合格率%=(流量計(jì)-汽車衡)/流量計(jì)X100%
　　因此，汽車衡計(jì)量數(shù)據(jù)是否正確，將直接影響液化氣產(chǎn)品數(shù)據(jù)合格率。此次參加比對的汽車衡位于煉油廠東門，該衡使用年限較長，設(shè)備老化，對數(shù)據(jù)的正確率也有一定的影響。
3.針對影響合格率的因素所采取的應(yīng)對措施
　　針對上述三種情況，進(jìn)行了相應(yīng)的處理:
(1)現(xiàn)場裝車進(jìn)行了相應(yīng)的規(guī)范化處理，制定標(biāo)準(zhǔn)化操作流程
　　要求操作人員必須按照流程進(jìn)行操作，減少首車和尾車的不合格率。經(jīng)過和運(yùn)行部溝通以及實(shí)際運(yùn)行過程的實(shí)驗(yàn)，最終擬定裝車操作流程。操作流程更改為:.
①在裝車之前，需檢查鶴位有關(guān)閥門是否在關(guān)閉狀態(tài);停止裝車時(shí)，流控閥、末端手閥應(yīng)在關(guān)閉狀態(tài)。
②充裝過程中，為了減少汽化，要求開始小流量裝車;
　　當(dāng)槽車內(nèi)的壓力升高到臨界壓力時(shí)再大流量裝車。槽車內(nèi)壓力升高到臨界壓力時(shí)的液化氣的氣化量可按以下公式計(jì)算:
汽化量=槽車噸位X(氣相密度/液相密度)≈預(yù)裝量/500
　　即當(dāng)PLC按照通道設(shè)置余差，最小值50kg。
③換車時(shí)，在裝的車輛流量控制在8t/h左右，留下較為充分的時(shí)間換車。
④裝車即將結(jié)束時(shí)，提前聯(lián)系液化氣崗位到泵房，距離裝載量還有20kg左右，聯(lián)系液化氣罐區(qū)停泵，并將與車相連球閥關(guān)閉1/2，然后全部關(guān)閉。
(2)減少工藝操作對數(shù)據(jù)的影響，主要采取以下措施
①在工藝操作方面減少泵抽空現(xiàn)象，在液位低于2m時(shí)就不再輸送，同時(shí)減少切罐、換罐的操作。在同--輛車進(jìn)行灌裝時(shí)，不進(jìn)行新舊管線的切換。
②正常情況下，質(zhì)量流量計(jì)在現(xiàn)場安裝調(diào)試，確定流量系數(shù)后，重復(fù)性數(shù)據(jù)很穩(wěn)定，但3鶴位出現(xiàn)明顯的流量波動(dòng)的現(xiàn)象，隨后將該流量計(jì)與運(yùn)行狀況穩(wěn)定的一個(gè)鶴位的流量計(jì)進(jìn)行互換位置，觀察使用狀況。結(jié)果兩個(gè)鶴位都沒有出現(xiàn)明顯的流量波動(dòng)。說明原流量計(jì)安裝存在一定缺陷，對流量計(jì)造成了影響，重新安裝有流量波動(dòng)的科氏質(zhì)量流量計(jì)后，波動(dòng)現(xiàn)象消失。
 
③充裝未結(jié)束時(shí)，不得人工停止批控器，必須按照程序完成自動(dòng)停止，停止后，內(nèi)操人員檢查是否有未完成的操作，如果有，通過系統(tǒng)完成停止后，才允許下一-輛車充裝,杜絕因批控器操作不當(dāng)引起前后兩車數(shù)據(jù)超差問題。
④充裝過程中，杜絕中斷裝車(比如晃車)后再裝車，若因其它原因造成裝車中斷，比如泵停、泄漏等，不再予以裝車。
經(jīng)過持續(xù)改進(jìn)后，比對數(shù)據(jù)如下，表3為改進(jìn)前、表4為改進(jìn)后，從數(shù)據(jù)看，合格率由92.39%提升到95.26%。
同時(shí)，經(jīng)過現(xiàn)場不斷改進(jìn)，2.19日以后，批控器二次操作現(xiàn)象完全杜絕，達(dá)到了預(yù)期的效果。
(3)汽車衡重新檢定校準(zhǔn)
　　為了使比對數(shù)據(jù)更真實(shí)、減少衡器帶來的誤差，1月下旬，又對出廠的汽車衡進(jìn)行升級，重新檢定后，投入使用。
4.液化氣產(chǎn)品流量計(jì)出廠的試運(yùn)行情況
　　自2月24日起，液化氣產(chǎn)品的7-14鶴位的丁烷、丙丁烷、焦化氣產(chǎn)品試運(yùn)行流量計(jì)結(jié)算，每天任意抽取三車比對。從抽檢情況看，兩種計(jì)量方式比對偏差0.00%，數(shù)據(jù)合.格率100%，見表9。
 
 

 
　　總共21d,63條數(shù)據(jù)，流量計(jì)與汽車衡的差率為0;僅有一條數(shù)據(jù)因14鶴位流量計(jì)檢定回裝時(shí)管線內(nèi)有未排除氣體，造成差率0.28%;在后續(xù)比對中，14鶴位回歸正常，數(shù)據(jù)較為理想。
5.結(jié)論
　　在液化氣出廠由過磅計(jì)量向流量計(jì)計(jì)量轉(zhuǎn)變時(shí)，在實(shí)際的操作過程中，需要注意減少泵抽空現(xiàn)象;首車起輸時(shí)，注意要使用小流量裝車，避免因?yàn)閴毫�過大產(chǎn)生氣化現(xiàn)象;減少或者避免裝車中斷現(xiàn)象，如果條件允許，建議車輛全部使用上裝方式裝車;杜絕人工干預(yù)批控器，要讓系統(tǒng)自停，減少水擊現(xiàn)象。同時(shí)科氏質(zhì)量流量計(jì)對于零點(diǎn)的要求也較高"，在日常維護(hù)中要密切關(guān)注零點(diǎn)變化，一般應(yīng)每季度定期檢查--次;在日常使用過程如遇工藝有大的調(diào)整(介質(zhì)變化、壓力變化、溫度變化等)，應(yīng)立即檢查零點(diǎn)變化情況，如超過生產(chǎn)廠家限定的指標(biāo)，應(yīng)重新調(diào)試[81。質(zhì)量流量計(jì)相較于傳統(tǒng)的用汽車衡滿車過磅減去空車過磅量計(jì)算凈重的交接計(jì)量方式，不但簡化了裝車的操作過程，不受大風(fēng)、下雨等環(huán)境的影響，而且計(jì)量精度更高，能夠顯著提高產(chǎn)晶出廠的速度與總量。

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