摘(zhāi)要:爲提(tí)高船舶(bó)交接成(chéng)品油工(gong)作質量(liàng),應用質(zhì)量流量(liàng)計
進行(háng)成品油(yóu)船舶交(jiao)接的方(fang)法,闡述(shu)質量流(liu)量計技(jì)術原理(li),結合實(shí)際案例(li)分析交(jiao)接測量(liang)中常見(jiàn)問題,說(shuō)明🌈質量(liàng)流量計(ji)應用系(xi)統優化(hua)方法,觀(guān)察應用(yòng)效果。提(ti)出爲促(cu)進🏃精準(zhun)交接,應(yīng)從工藝(yì)流程、硬(ying)件設備(bèi)和測量(liang)技術着(zhe)手,進行(háng)全方位(wèi)優化,可(kě)顯著優(you)化測量(liang)精度。
0引(yin)言
當前(qián)質量流(liu)量計多(duo)采用科(ke)裏奧利(lì)力質量(liàng)流量計(jì),以科裏(li)奧利力(li)效應爲(wèi)基礎進(jin)行油晶(jing)交接質(zhì)量測量(liàng),通常情(qing)況下📧此(cǐ)種🔴測量(liang)精度較(jiào)高,油晶(jīng)密度、溫(wēn)度♍對測(cè)量結果(guo)無顯著(zhe)影💋響。水(shui)介質測(ce)量時采(cǎi)用此設(she)備可達(dá)到0.1%精度(dù),不确定(dìng)度爲0.5%。但(dàn)在實際(jì)應用時(shí),工藝流(liú)程、操作(zuo)技術以(yi)及系統(tǒng)設計等(deng)因素🎯可(kě)能影響(xiang)最終測(ce)量結果(guǒ),加大測(cè)量誤差(cha)。
1質量流(liú)量計應(yīng)用技術(shù)原理
質(zhi)量流量(liang)計在計(ji)量油品(pin)質量方(fang)面通常(chang)應用于(yu)航運船(chuán)舶😘中,通(tōng)過安裝(zhuāng)該器具(ju)可對燃(rán)油接收(shou)量、船舶(bó)耗油情(qing)況進行(háng)實時監(jiān)測核實(shi),保證公(gong)平交易(yi),維護✉️成(cheng)品油市(shì)場秩🔞序(xu)。質量流(liú)量計使(shi)用範圍(wéi)較小,但(dan)是具有(you)顯著的(de)應用價(jià)值。質量(liàng)流量計(ji)在實際(jì)計量中(zhōng)🔞可進行(háng)直接或(huò)間接計(jì)量,其中(zhōng)直接.質(zhì)量流量(liàng)計主要(yào)通過複(fú)合離✊心(xīn)力參數(shu)測量、動(dòng)量參數(shu)測:量等(deng)得出質(zhi)量流量(liang)數據。間(jian)接質🤞量(liang)流量計(jì)首先測(cè)定體積(jī)流😄量、流(liú)體密度(dù),通過公(gōng)式計算(suàn)得出質(zhi)量流量(liàng)。體積流(liú)量描述(shù)爲q,流體(ti)密度💔描(miáo)述爲p,質(zhi)量流量(liàng)描述爲(wei)qm,計算方(fang)法爲:
qm=qv×ρ
質(zhì)量流量(liang)計的基(ji)礎運作(zuò)原理爲(wèi)。成品油(you)在振動(dong)管🙇♀️中流(liu)動産生(shēng)複合離(lí)心力,該(gāi)作用力(lì)與質量(liàng)流量成(chéng)😘正比。在(zai)此作用(yong)過程中(zhong),複合離(lí)心力描(miao)述爲Fc,成(cheng)品油質(zhì)量描😘述(shù)爲m,成晶(jing)油流動(dong)中矢🔆量(liàng)速度描(miao)述爲V,旋(xuan)轉體系(xì)矢量角(jiǎo)速度描(miáo)🐪述爲ɷ,兩(liang)個向量(liàng)的向量(liàng)積描述(shu)㊙️爲x,則複(fú)合離心(xīn)力公式(shi)爲:
F:=2mVxw
當前(qian)常用質(zhì)量流量(liàng)計爲U形(xing)質量流(liú)量計。在(zai).該器具(ju)使用時(shí)✌️,電磁對(dui)測量管(guan)産生驅(qū)動作用(yong),振動保(bǎo)持固有(you)頻率,流(liú)體流🈲向(xiàng)、振動方(fang)🥵向呈垂(chuí)直狀态(tai),在此種(zhǒng)情況下(xia)流體産(chǎn)生複合(he)離心力(lì)(即Fc)。成品(pin).油🙇🏻在U形(xíng)管中流(liu)動時,向(xiàng)相反方(fāng)向流進(jìn)、流出,流(liú)體複合(he)離心力(lì)(Fc)也因此(cǐ)相反。受(shòu)到相反(fan)複合離(li)心力(F)影(yǐng)響,導緻(zhì)測量管(guan)發生扭(niǔ)曲,扭曲(qǔ)程.度越(yue)嚴重,流(liú)體質量(liang)流量(即(ji)qm)越大(圖(tú)1)。
U形管空(kong)管狀态(tai)下,振動(dòng)管未受(shou)力扭曲(qǔ),此時振(zhèn)動管兩(liǎng)側應具(ju)有相同(tong)相位電(dian)磁信号(hao)強度。流(liú)體通過(guo)U形管時(shi),振動管(guan)中💰發生(sheng)扭曲力(lì)矩,導緻(zhi)管側呈(chéng)現不同(tong)相位。使(shǐ)用變送(song)器進行(háng)兩側信(xin)☁️号延遲(chí)檢測,獲(huò)取延遲(chí)時差,再(zai)用該數(shu)據與流(liu)量标定(ding)因數相(xiang)乘,可計(jì)算‼️出質(zhi)量流量(liàng)(qm)。按照該(gāi)器具運(yùn)行原理(lǐ),質量流(liú)量(qm)與相(xiàng)位差(即(jí)扭曲程(cheng)度)呈正(zheng)相關。
2案(an)例分析(xi)
2.1當前主(zhǔ)要問題(tí)
A石化油(you)廠運營(ying)中,采用(yòng)16km以.上長(zhang)輸管線(xian)輸送成(cheng)品油至(zhì)公司油(yóu)庫,然後(hòu)向碼頭(tou)輸送轉(zhuan)運,成品(pǐn)油在碼(mǎ)頭⛷️裝船(chuan)出廠。上(shang)述三個(ge)運輸節(jiē)點均設(she)置高精(jīng)度質量(liàng)流量計(jì)。起點(即(jí)🔞油廠,設(she)爲A點)、碼(ma)💁頭(設爲(wèi)C點)均采(cai)用CMFHC2/2700R設🔞備(bèi),油庫(設(she)爲B點)采(cǎi)用🔴CMF400/1700設備(bèi)和配套(tào)數據采(cǎi)集監控(kong)系統。油(yóu)庫系統(tong)監控系(xi)統應用(yòng)後,流量(liàng)計運行(hang)中常見(jian)監測數(shù)據異常(chang),實際船(chuan)檢尺量(liang)♈和檢測(cè)計量數(shù)據存✂️在(zài)顯著差(cha)異,受此(ci)✨影響,輸(shū)出柴油(yóu)或汽油(you)等成品(pǐn)油時必(bì)須進行(háng)船舶計(jì)🌈量檢測(cè),具有嚴(yan)重計量(liàng)風險。
2.2計(ji)量誤差(cha)分析
爲(wèi)促進精(jīng)準計量(liang),必須檢(jiǎn)查工藝(yì)流程,确(què)定質量(liàng)流量計(ji)參數。.上(shàng)♉述節點(dian)溫度參(cān)數、密度(du)參數差(cha)異無統(tǒng)😄計學意(yì)義,3台設(she)備運行(hang)流☔量相(xiàng)近,約爲(wèi)185t/h。其中A點(dian)流量計(jì)運行壓(ya)力爲2.45MPa,标(biāo)定壓力(lì)設置爲(wèi)0.2MPa,無壓力(li)補償參(cān)與。B點前(qián)端壓力(lì)爲0.22MPa,後端(duan)壓力爲(wèi)0.05MPa。C點運行(háng)壓力可(kě)視爲0。過(guo)程壓力(li)影響複(fu)合離心(xīn)力(Fc)檢測(ce)精度,一(yi)旦過程(cheng)壓力❄️與(yu)标定壓(yā)力不一(yī)緻,将導(dao)緻傳感(gan)器密度(du)敏感度(dù)、流量異(yi)常,流體(tǐ)過程壓(ya)力偏高(gao)較易造(zào)成測量(liàng)振動管(guǎn)緊繃,嚴(yán)重時嚴(yán)重影⁉️響(xiǎng)質量流(liú)量(qm)數據(ju)👨❤️👨精度和(hé)可靠性(xìng)。
在系統(tong)運行中(zhong),A、B、C三點均(jun1)發生A102報(bào)警,該代(dai)碼顯示(shì)流量計(jì)測量管(guan)未滿管(guan),管中存(cún)在空氣(qi)。經過故(gu)障排查(cha)分析認(ren)爲,未執(zhi)行标準(zhun)裝卸工(gong)藝操作(zuo)是該故(gù)障主要(yao)✏️誘因。在(zài)成品油(you)裝船後(hou),工作人(rén)員關閉(bi)A、B、C三台計(jì)量設備(bèi)前後手(shou)閥與裝(zhuang)船泵與(yu)付油罐(guan)根部閥(fá)門,切斷(duàn)輸🌂油管(guǎn)道。采用(yòng)長輸油(yóu)管線,管(guan)線沿途(tu)具有複(fu)雜地形(xíng)㊙️。成品油(you)在管道(dao)中輸送(sòng)時溫度(dù)不穩定(dìng),有時發(fā)生油品(pǐn)膨脹,此(ci)種膨脹(zhàng)難以釋(shi)放。輸油(yóu)管道爲(wèi)密閉環(huán)境,油👨❤️👨品(pin)膨脹後(hòu)形成高(gao)壓,造成(cheng)安全隐(yǐn)患📞。環境(jing)溫度升(shēng)高可能(néng)引起A、B、C三(san)段油溫(wēn)上升,引(yǐn)起油品(pin)膨脹,受(shou)到高壓(ya)影響經(jing)由閥門(mén)向流量(liàng)計兩端(duan)滲透,油(yóu)品降溫(wen)後、體積(ji)下降後(hou),部分滲(shen)出油❌品(pin)難以回(hui)歸流量(liàng)計管線(xiàn)💃🏻,造成🐅檢(jiǎn)測設備(bei)不滿管(guan)故🌂障。B點(diǎn)檢測設(shè)備表後(hòu)壓力❗僅(jǐn)爲0.05MPa,前後(hòu)壓差爲(wèi)0.17MPa,此種壓(ya)差造成(chéng)🏃🏻♂️“B-C”段管線(xiàn)💞持續低(di)壓運行(háng),C點檢測(cè)設備前(qián)⛷️後壓力(lì)基本爲(wei)0,造成油(you)晶汽化(hua)✍️或吸入(ru)末端空(kōng)氣,造成(chéng)檢測設(shè)備運行(háng)異常,影(yǐng)響檢🌍測(cè)結果。
2.3系(xì)統改造(zao)成效
系(xi)統優化(huà)前,船檢(jian)量、流量(liang)計測量(liàng)結果差(chà)率爲3.126%。通(tōng)過系統(tong)改造與(yu)流程優(yōu)化,量差(chà)率爲0.541%o。通(tong)過前後(hou)量差率(lǜ)差異可(kě)知,通過(guò)系統改(gǎi)造優化(huà),裝船計(jì)量精度(dù)顯著提(tí)升,計🙇🏻量(liàng)誤差顯(xiǎn)著降低(di),改造效(xiao)果顯著(zhe)。
3系統優(yōu)化與改(gai)造技術(shu)方法
3.1A處(chù)檢測系(xi)統優化(hua)
經過分(fèn)析認爲(wèi),A處設備(bèi)主要問(wen)題爲标(biāo)定壓力(li)與檢測(cè)設😍備過(guo)程壓力(lì)存在顯(xiǎn)著差異(yi),此偏差(cha)波動性(xìng)較小,泵(bèng)出口位(wèi)置維持(chí)2.5MPa水平。通(tōng)過靜态(tài)壓力補(bǔ)償解決(jue)此問題(tí)。主要思(sī)路爲,向(xiang)儀表輸(shu)入所需(xu)壓力流(liu)量系數(shu),從而糾(jiu)正檢測(ce)儀表系(xì)數,補償(chang)流量測(cè)量壓力(lì)。在🏃♂️具體(ti)操作中(zhong),采用Prolink與(yu)質量流(liú)量計變(bian)送器相(xiàng)互連接(jie),然後通(tōng)過流量(liang)計外部(bu)壓力補(bu)㊙️償,将0.2MPa檢(jiǎn)定壓力(li)與流量(liàng)系數、2.5MPa外(wai)部實際(ji)運行壓(ya)力輸入(rù),完👌成壓(ya)力補償(cháng)。
3.2C處檢測(ce)系統優(yōu)化
(1)加裝(zhuang)消氣器(qì)。在現有(you)技術下(xià),科裏奧(ào)利質量(liang)流量計(jì)隻限于(yú)單🌍相🔅流(liú)精準測(ce)量。但是(shì)在實際(ji)工況中(zhong)可能發(fa)生兩相(xiang)💔流情況(kuang),例如C點(dian)㊙️油品氣(qì)化後。氣(qì)液結合(he)後,儀表(biǎo)振🔞動緩(huan)解,爲維(wei)持🔴流量(liàng)管💛振動(dòng)需要提(ti)高線路(lu)輸送效(xiao)率🏃🏻♂️。流浪(lang)管中驅(qu)動電流(liú)具有一(yi)定限值(zhí),過量✉️輸(shū)出電流(liú)在維持(chi)流量管(guǎn)振動同(tóng)時較易(yì)引起流(liu)量計檢(jian)測誤差(cha)。基于此(ci)種原因(yīn),使用消(xiāo)氣器設(shè)備配備(bei)質量流(liu)量計,在(zài)其上遊(you)安裝,從(cong)而有效(xiao)降低氣(qì)液混合(he)情況發(fā)生率。
消(xiāo)氣器運(yun)行時。進(jìn)口輸入(rù)成品油(yóu)後,輸油(you)管道過(guo)濾網⭐過(guo)濾油中(zhōng)🌈固體雜(za)質,成品(pin)油在通(tōng)過過濾(lü)網時流(liu)向發🔱生(sheng)變化,導(dao)緻混合(he)在☎️成晶(jing)油中的(de)部分溶(róng)解氣體(ti)與自由(you)氣體💞溢(yì)出,因🚶爲(wei)氣體特(tè)性而抵(dǐ)達分離(li)器頂部(bù),導緻該(gāi)處形成(chéng)一個氣(qi)體空間(jian),即油氣(qi)界面。在(zai)此過程(cheng)中氣體(tǐ)體積持(chi)續加大(dà),随着發(fa)生的變(bian)化爲🐕油(you)氣界面(miàn)降低,降(jiàng)低至一(yi)定水🔆平(ping)觸發浮(fú)球裝✂️置(zhì),系🎯統自(zì)動啓動(dong)氣閥将(jiāng)氣體排(pái)出,油氣(qì)界面随(suí)之升高(gāo),壓縮氣(qi)體空間(jian),浮球裝(zhuang)置因此(cǐ)自動關(guān)閉✨氣閥(fá)。通過此(cǐ)種運作(zuo),消氣器(qì)可将管(guan)道中固(gu)體、氣體(ti)與液體(tǐ)有效分(fen)離,頂部(bu)分離油(yóu)氣向🧑🏾🤝🧑🏼流(liú)量表中(zhong)返回,流(liu)入船艙(cang)😄放空,完(wan)成處理(li)過程。
(2)加(jiā)裝背壓(ya)閥。背壓(yā)閥使用(yòng)時,當背(bèi)壓閥設(shè)定值較(jiào)高,閥前(qian)🌂壓力較(jiào)低時,此(ci)時背壓(yā)閥關閉(bì),造成主(zhǔ)閥.上膜(mo)室壓力(li)産生的(de)推力較(jiao)高,超過(guo)主閥開(kai)啓所需(xū)推力,從(cóng)而關閉(bi)主閥。當(dang)閥前壓(yā)力與背(bei)壓閥壓(ya)力相等(děng)或超過(guò)後者時(shí),可啓動(dong)背壓閥(fa),此時主(zhǔ)閥上膜(mó)室壓力(li)低于主(zhu)閥啓動(dong)作用力(li),因此可(kě)啓動主(zhǔ)閥。
設定(ding)背壓閥(fá)背壓參(can)數時,應(yīng)進行如(rú)下設定(ding)。“B一C”段輸(shu)油管道(dao)爲低壓(ya)運行,C點(dian)質量流(liú)量計儀(yi)表兩端(duān)壓力🌈爲(wei)零👄,此時(shi)介質飽(bao)和蒸氣(qi)壓高于(yu)儀表.後(hou)端壓力(li),油品因(yīn)此發生(shēng)氣化,嚴(yan)重時可(kě)能🙇♀️發生(sheng)氣蝕,導(dao)緻實際(jì)值較高(gao),儀🏃表密(mì)度較低(dī),二者存(cun)在顯.著(zhe)差異,不(bú)僅影✏️響(xiang)設備測(ce)量精度(dù),導緻測(ce)量結果(guo)不可🧑🏾🤝🧑🏼靠(kao),而且會(huì)縮短儀(yi)表使用(yong)壽命。爲(wèi)預防此(cǐ)種情況(kuàng)發生,在(zai)流量計(ji)閥後裝(zhuāng)設🌍背壓(yā)閥,同時(shí)控制閥(fá)前壓力(li)爲0.23MPa。流量(liang)計中流(liú)量峰值(zhí)壓降描(miáo)述🌈爲Pb最(zuì)小背壓(yā)描述📱爲(wei)P,,操作溫(wēn)度下流(liú)體飽和(he)蒸氣壓(ya)描🙇🏻述爲(wei)Pe,則‼️背壓(yā)計算方(fang)法爲:
Pb=2P+1.25Pe
3.3标(biao)準化裝(zhuang)船
裝船(chuán)操作後(hou)較易導(dao)緻輸油(yóu)管線中(zhōng)出現密(mi)閉空間(jian),油✉️溫變(bian)化🌈後較(jiào)易引起(qǐ)油品膨(peng)脹,爲降(jiang)低上述(shu)風險,對(duì)操作流(liu)程進行(hang)完善,制(zhì)定标準(zhun)化流程(cheng)。按照标(biāo)準🧑🏾🤝🧑🏼化流(liú)程,完成(chéng)裝船後(hou),将🏃C點質(zhì)量流量(liang)計✏️後手(shou)閥以及(jí)💘外送泵(beng)出㊙️口閥(fa)關閉,然(ran)後啓動(dòng)♉泵出口(kǒu)與高位(wèi)罐安全(quan)閥部位(wèi)副線閥(fa),此段中(zhong)其他手(shǒu)閥維持(chi)開放狀(zhuang)态,不予(yu)關閉。
3.4校(xiào)正檢測(ce)設備
在(zài)使用質(zhi)量流量(liàng)計之前(qian),必須按(àn)照規定(dìng)将儀表(biǎo)歸零。設(she)備傳感(gan)器中設(she)有2個探(tan)測器,實(shí)際上,即(jí)使無流(liú)體流✊經(jīng)其探測(ce)範圍,儀(yí)器㊙️也會(huì)顯示△T,爲(wèi)保證測(cè)量準确(que),應校正(zheng)儀表🌐。糾(jiū)正過♋程(chéng)中爲避(bì)免出⭐現(xiàn)新誤差(cha),應㊙️保證(zhèng)規範安(ān)裝傳感(gǎn)器設備(bei),同時傳(chuan)感器内(nei)部充盈(yíng)🈲介質。關(guān)閉傳感(gan)器設備(bei)下遊閥(fa)門,避免(miǎn)傳感器(qì)内部流(liu)過流體(ti),然後🤞進(jin)行校正(zheng)。在校正(zheng)時,使用(yong)寄存器(qì)存儲2個(ge)探測器(qì)時間差(cha),從而保(bao)證設備(bei)實際檢(jiǎn)測時減(jiǎn)去👣該時(shi)間差,得(dé)出科🌏學(xué)的測量(liang)結果。由(yóu)專業工(gōng)程師⚽全(quán)面檢測(cè)A、B、C三處質(zhì)量流量(liang)計,消除(chu)流量計(ji)異常工(gōng)作狀态(tài)。
因爲B點(dian)存在設(shè)備前管(guan)線嚴重(zhong)壓差問(wen)題,檢測(cè)後其誘(yòu)因是該(gāi)處流量(liang)計前管(guan)線由DN200轉(zhuan)變爲DN100,因(yīn)此流量(liàng)計管段(duàn)存在嚴(yán)重♋.壓差(cha)🈲,爲降❓低(dī)施工難(nan)度,在B點(diǎn)使用備(bei)♋用流量(liàng)計,與之(zhi)🤟前原有(yǒu)❗流量計(jì)并聯,從(cóng)而降低(di)流量♈計(ji)前後壓(ya)差,伲進(jin)精👄準測(ce)量。
4系統(tong)優化效(xiào)果評估(gū)
4.1輸油準(zhǔn)備環節(jiē)
在輸送(sòng)成品油(you)前,由油(you)品儲運(yun)部門負(fù)責質控(kong),保證付(fu)👉油罐獨(dú)🌈立執行(hang)流程,不(bu)會發生(shēng)串量情(qíng)況。針對(dui)油罐檢(jian)尺進行(hang)計量檢(jiǎn)測,并且(qiě)測量密(mi)度與溫(wēn)度,采集(ji)處理A處(chù)流量計(jì)原始數(shu)據。B處流(liú)程質控(kong)👄由管道(dao)儲運部(bu)門負責(zé),保證“B一(yi)C”段管線(xian)維持滿(mǎn)管狀态(tài),進行B處(chu)2個流量(liang)計數據(jù)采集。此(ci)外,由🤩計(jì)量中心(xin)負貴采(cǎi)集C處流(liú)量計原(yuán)始數據(ju),檢尺檢(jian)查油船(chuán)。
4.2輸油環(huan)節
生産(chǎn)運行部(bu)門确定(dìng)可以輸(shu)送後,發(fā)送命令(ling),通常一(yī)次成品(pin)油輸送(sòng)時間約(yue)爲4h,然後(hòu)暫停輸(shu)送,比對(duì)測量🔴數(shu)據。輸運(yun)車間将(jiāng)C處流量(liang)計後閥(fá)門關閉(bì)。油品儲(chǔ)運空間(jiān)将A處流(liú)量🤟計前(qian)閥門關(guān)閉。等待(dài)0.5h,由船舶(bo)與油品(pǐn)罐區工(gōng)作人員(yuan)實施檢(jian)尺檢查(cha).記錄A、B、C處(chù)流量計(jì)數據采(cǎi)集。計量(liàng)技術人(rén)員檢查(cha)A、B、C處數據(ju),采集零(ling)點校正(zhèng)前與校(xiào)正後數(shù)據🔞。初次(ci)比對完(wan)成🈚,繼續(xu)輸送油(yóu)品,監控(kòng)輸送量(liàng),輸送31h後(hòu),通常此(ci)時輸油(yóu)量可達(da)到70%總輸(shū)送量,二(er)🏒次停運(yun)檢測。等(deng)待♊0.5h,檢尺(chi).檢查油(you)船、油罐(guan)⚽,對比A、B.C處(chu)數據。完(wán)成二次(ci)比對,繼(ji)續輸送(sòng)成品油(you),完成預(yù)期裝船(chuan)任務後(hòu),最後進(jin)行🌈一次(ci)油船、油(yóu)罐檢尺(chǐ)檢查。
5結(jié)論
綜上(shang)所述,船(chuan)舶交接(jie)成品油(you)時,采用(yòng)質量流(liú)量計可(ke)促進☂️油(yóu)量精準(zhun)測量,降(jiang)低測量(liàng)誤差,提(ti)高油品(pin)交接質(zhi)量。交接(jiē)計量具(ju)有複雜(zá)性,進行(háng)質量流(liu)量計交(jiāo)接時,優(you)化工藝(yì)流程、完(wán)善硬件(jiàn)系📧統具(ju)有必要(yao)性。爲保(bǎo)💚證精準(zhun)測量交(jiao)接,應優(yōu)化工藝(yì)流程,促(cu)進規範(fan)作業💁,完(wán)善技術(shu)應♈用,積(ji)極消除(chu)👣人爲誤(wù)差,促進(jin)成品油(yóu)順利交(jiāo)接。
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