摘要(yao):爲(wei)提高(gao)船舶(bo)交(jiao)接成品(pin)油工作質量，應用質(zhi)量(liang)流(liu)量計(ji) 進行成品(pin)油船(chuan)舶交(jiao)接的(de)方法(fa)，闡述質(zhi)量(liang)流量(liang)計技術原(yuan)理，結(jie)合實(shi)際案(an)例分(fen)析交(jiao)接測(ce)量中(zhong)常見(jian)問題，說明質量(liang)流量計應(ying)用系統(tong)優(you)化方(fang)法，觀察應用效(xiao)果。提(ti)出(chu)爲(wei)促進(jin)精準(zhun)交接(jie)，應從(cong)工藝流程、硬件設備和測量技(ji)術着手(shou)，進(jin)行全(quan)方位(wei)優(you)化，可顯(xian)著優化(hua)測(ce)量精(jing)度。
0引(yin)言(yan)
　　當前質(zhi)量流量計(ji)多采(cai)用科(ke)裏(li)奧(ao)利力(li)質量流量計，以(yi)科裏(li)奧利力效(xiao)應爲基礎(chu)進行(hang)油晶(jing)交(jiao)接質量(liang)測量，通(tong)常(chang)情況下此種測量精(jing)度較(jiao)高(gao)，油(you)晶密度、溫(wen)度(du)對測量(liang)結果無顯著影響。水(shui)介(jie)質測量(liang)時采用(yong)此設備(bei)可達到0.1%精度，不(bu)确定(ding)度爲(wei)0.5%。但在實際應用時，工(gong)藝流程、操作技術以及系統設(she)計等因素可能(neng)影響(xiang)最(zui)終測量(liang)結果，加(jia)大(da)測量(liang)誤差(cha)。
1質量(liang)流量(liang)計應用技(ji)術原(yuan)理
　　質(zhi)量(liang)流(liu)量計(ji)在計(ji)量(liang)油(you)品質(zhi)量方(fang)面通(tong)常應(ying)用于航運(yun)船舶中，通過安裝該(gai)器具可(ke)對(dui)燃油接收(shou)量、船舶耗(hao)油情況進(jin)行實時監(jian)測(ce)核實，保(bao)證公(gong)平(ping)交(jiao)易，維(wei)護成(cheng)品油市場(chang)秩序。質量流量(liang)計使(shi)用範圍較(jiao)小，但(dan)是具(ju)有顯著的應用(yong)價值(zhi)。質量(liang)流(liu)量(liang)計在(zai)實際(ji)計量中可(ke)進行(hang)直接(jie)或間(jian)接計(ji)量(liang)，其中直(zhi)接.質量(liang)流(liu)量計主要(yao)通過複合(he)離心力參數測量、動(dong)量參(can)數測(ce):量等得出(chu)質量(liang)流量數據(ju)。間接(jie)質量流量(liang)計首先測(ce)定(ding)體積流(liu)量、流體密(mi)度，通(tong)過公(gong)式計算得(de)出質(zhi)量(liang)流(liu)量。體(ti)積流(liu)量描(miao)述爲(wei)q，流體(ti)密度(du)描述(shu)爲p，質量流量描(miao)述爲(wei)qm，計算(suan)方法(fa)爲:
qm=qv×ρ
　　質(zhi)量(liang)流量計(ji)的基礎(chu)運(yun)作原理爲(wei)。成(cheng)品油在(zai)振動管中(zhong)流動(dong)産生複合(he)離心(xin)力，該作用(yong)力與(yu)質量流(liu)量成正(zheng)比。在此(ci)作(zuo)用過(guo)程中(zhong)，複合離心(xin)力描述爲Fc,成品(pin)油質量描(miao)述爲(wei)m，成晶(jing)油(you)流(liu)動中(zhong)矢量速度(du)描述(shu)爲V,旋轉體(ti)系矢量角(jiao)速度描述(shu)爲ɷ，兩(liang)個(ge)向(xiang)量的向量積描述爲(wei)x，則複合(he)離(li)心力(li)公式(shi)爲(wei)：
F:=2mVxw
　　當前常(chang)用質(zhi)量(liang)流(liu)量計(ji)爲U形(xing)質量流量(liang)計。在(zai).該(gai)器(qi)具使(shi)用時(shi)，電磁(ci)對測(ce)量管産生(sheng)驅動作用，振動(dong)保持(chi)固有(you)頻(pin)率(lü)，流體(ti)流向(xiang)、振動(dong)方向(xiang)呈垂直狀(zhuang)态，在(zai)此種情(qing)況下流(liu)體産生複合離心力(li)(即(ji)Fc)。成品.油(you)在U形管中流動時，向(xiang)相反方向(xiang)流進、流出(chu)，流體複合(he)離心(xin)力(Fc)也(ye)因此相反(fan)。受到相反(fan)複(fu)合(he)離心(xin)力(F)影(ying)響(xiang)，導(dao)緻測(ce)量管(guan)發生(sheng)扭曲(qu)，扭曲(qu)程(cheng).度(du)越嚴(yan)重，流(liu)體(ti)質(zhi)量流(liu)量(即qm)越大(da)(圖1)。
　　U形管空管狀(zhuang)态下(xia)，振動管(guan)未(wei)受力(li)扭曲(qu)，此(ci)時振動(dong)管兩側(ce)應(ying)具有相同相位電磁(ci)信号強度(du)。流體(ti)通過(guo)U形管時，振(zhen)動管(guan)中(zhong)發生扭曲力矩，導緻管(guan)側呈(cheng)現(xian)不同相(xiang)位。使用變送器(qi)進行兩(liang)側信号延遲檢測(ce)，獲取(qu)延遲(chi)時差(cha)，再用該數據與(yu)流量(liang)标定因數相乘(cheng)，可計(ji)算出質量(liang)流量(qm)。按照該器具運行原理，質(zhi)量流量(qm)與相位(wei)差(即(ji)扭(niu)曲(qu)程度(du))呈正相關。
 
2案例(li)分析(xi)
2.1當前(qian)主要(yao)問題
　　A石化(hua)油廠運營(ying)中(zhong)，采用16km以(yi).上長輸(shu)管(guan)線輸(shu)送成(cheng)品(pin)油(you)至公(gong)司油庫，然(ran)後向(xiang)碼頭(tou)輸送轉運(yun)，成品(pin)油在(zai)碼頭(tou)裝船(chuan)出(chu)廠。上述(shu)三個運輸節點均設(she)置高精度(du)質量(liang)流量(liang)計。起(qi)點(即油(you)廠(chang)，設爲(wei)A點)、碼頭(設爲C點(dian))均采用CMFHC2/2700R設備，油(you)庫(設(she)爲(wei)B點(dian))采用(yong)CMF400/1700設備和配(pei)套數(shu)據采集(ji)監(jian)控系統。油庫系統監(jian)控系統應(ying)用後(hou)，流量計運行中(zhong)常見監測數據(ju)異常(chang)，實際船檢(jian)尺量(liang)和檢(jian)測計(ji)量數(shu)據(ju)存在顯(xian)著差(cha)異，受此影(ying)響，輸(shu)出柴油或(huo)汽油(you)等(deng)成(cheng)品油(you)時必(bi)須進行船(chuan)舶計量檢測，具(ju)有嚴(yan)重計量風(feng)險。
2.2計量(liang)誤(wu)差分(fen)析
　　爲(wei)促(cu)進精準(zhun)計量(liang)，必(bi)須檢查(cha)工藝(yi)流程，确定(ding)質量(liang)流量(liang)計參數。.上(shang)述節(jie)點溫(wen)度參數、密度參數差(cha)異無(wu)統計(ji)學意義,3台設備(bei)運行流量相近(jin),約爲185t/h。其中(zhong)A點流(liu)量計(ji)運行(hang)壓力(li)爲2.45MPa，标定壓力設(she)置爲0.2MPa，無(wu)壓(ya)力補(bu)償參與。B點(dian)前端(duan)壓力(li)爲0.22MPa，後端壓(ya)力爲0.05MPa。C點運(yun)行壓(ya)力可(ke)視爲0。過程(cheng)壓力影(ying)響(xiang)複合(he)離心(xin)力(Fc)檢測精(jing)度，一旦(dan)過程壓(ya)力與(yu)标定壓力(li)不一緻，将(jiang)導緻(zhi)傳感(gan)器密(mi)度敏(min)感度、流量(liang)異常(chang)，流體(ti)過程(cheng)壓力(li)偏高較易(yi)造成(cheng)測量(liang)振(zhen)動管緊(jin)繃，嚴重時(shi)嚴重(zhong)影響(xiang)質量(liang)流量(liang)(qm)數據精度(du)和可(ke)靠性(xing)。
　　在系(xi)統運(yun)行中(zhong)，A、B、C三點(dian)均發(fa)生A102報(bao)警(jing)，該代碼(ma)顯示流(liu)量計測量管(guan)未滿管，管(guan)中存在空(kong)氣。經(jing)過故(gu)障(zhang)排查分(fen)析認(ren)爲(wei)，未(wei)執行(hang)标準(zhun)裝(zhuang)卸(xie)工藝(yi)操作是該(gai)故障(zhang)主要(yao)誘因(yin)。在成(cheng)品油裝船(chuan)後，工(gong)作人員(yuan)關閉A、B、C三(san)台計量設(she)備前後手(shou)閥與(yu)裝船(chuan)泵與付油(you)罐根(gen)部閥(fa)門(men)，切斷輸(shu)油管道(dao)。采(cai)用長輸油(you)管(guan)線(xian)，管線(xian)沿途具(ju)有(you)複雜(za)地形(xing)。成品(pin)油在(zai)管道中(zhong)輸(shu)送時(shi)溫度不(bu)穩定，有(you)時發生油品膨脹，此(ci)種膨脹難(nan)以釋放(fang)。輸油管道爲(wei)密(mi)閉環境(jing)，油品(pin)膨(peng)脹後形(xing)成高壓，造(zao)成安(an)全隐患。環(huan)境溫(wen)度升(sheng)高(gao)可能引(yin)起A、B、C三段(duan)油溫上(shang)升，引起油品膨(peng)脹，受到(dao)高壓影響經由(you)閥(fa)門向(xiang)流量(liang)計兩(liang)端滲透，油(you)品降溫後(hou)、體積下降後，部(bu)分滲出油(you)品難(nan)以回歸流(liu)量計管線(xian)，造成檢測(ce)設備不滿(man)管故障。B點(dian)檢測設備(bei)表後壓(ya)力(li)僅爲0.05MPa,前後壓(ya)差(cha)爲0.17MPa,此(ci)種壓差造成“B-C”段(duan)管線(xian)持續(xu)低壓(ya)運行，C點檢測設備前後(hou)壓力基(ji)本爲0，造(zao)成(cheng)油晶(jing)汽化(hua)或(huo)吸入末(mo)端空(kong)氣，造(zao)成檢(jian)測設備(bei)運(yun)行異(yi)常，影(ying)響檢(jian)測結(jie)果。
2.3系統改(gai)造成(cheng)效
　　系統優(you)化前(qian)，船檢(jian)量(liang)、流量計(ji)測量(liang)結(jie)果差率(lü)爲3.126%。通(tong)過系統改(gai)造與(yu)流(liu)程(cheng)優化(hua)，量差(cha)率爲(wei)0.541%o。通過(guo)前後(hou)量差(cha)率差(cha)異可知，通(tong)過系(xi)統改造優(you)化，裝(zhuang)船計量(liang)精(jing)度顯(xian)著提(ti)升，計量誤(wu)差顯著(zhe)降(jiang)低，改(gai)造效果顯(xian)著。
3系統優(you)化(hua)與(yu)改造(zao)技術(shu)方法(fa)
3.1A處檢(jian)測系(xi)統(tong)優(you)化
　　經(jing)過分析(xi)認爲，A處(chu)設備(bei)主(zhu)要問題(ti)爲标(biao)定(ding)壓(ya)力與檢測(ce)設備(bei)過程(cheng)壓力存在顯著差異(yi)，此(ci)偏差波(bo)動性較小，泵出口位(wei)置維持2.5MPa水(shui)平。通過靜态壓力補償解決此(ci)問題。主要(yao)思路爲，向(xiang)儀表(biao)輸入(ru)所需(xu)壓力(li)流量系數，從(cong)而糾正(zheng)檢測儀(yi)表(biao)系數(shu)，補償流量測量(liang)壓力。在具(ju)體操(cao)作中(zhong)，采用Prolink與質(zhi)量流(liu)量(liang)計變送器相互連接，然(ran)後通(tong)過(guo)流(liu)量計外部壓力補償(chang)，将0.2MPa檢定壓(ya)力與流量系數、2.5MPa外部(bu)實際運(yun)行(hang)壓力(li)輸入(ru)，完成壓力(li)補償(chang)。
3.2C處檢測系(xi)統優化
(1)加裝消(xiao)氣器。在現(xian)有技(ji)術下(xia)，科裏(li)奧利(li)質量流(liu)量計隻(zhi)限于單相(xiang)流精(jing)準測量。但(dan)是在實際工(gong)況中可(ke)能發生兩(liang)相流情況(kuang)，例如C點油(you)品氣化後(hou)。氣液(ye)結合(he)後，儀(yi)表振(zhen)動緩(huan)解(jie)，爲(wei)維持(chi)流量(liang)管(guan)振動需(xu)要提高線路輸送效(xiao)率。流浪管(guan)中驅動(dong)電流具(ju)有一(yi)定(ding)限值，過(guo)量輸出(chu)電(dian)流在(zai)維持(chi)流量管振(zhen)動同時(shi)較(jiao)易引起流量計檢測(ce)誤差。基于(yu)此種(zhong)原因(yin)，使用消氣(qi)器設備配(pei)備質量流(liu)量(liang)計(ji)，在其(qi)上遊安(an)裝(zhuang)，從而有效降低(di)氣液(ye)混合(he)情況(kuang)發生率。
　　消(xiao)氣器運行(hang)時。進口(kou)輸入成(cheng)品油(you)後，輸油管(guan)道過濾網(wang)過濾(lü)油中(zhong)固體(ti)雜質(zhi)，成品油在(zai)通過過濾(lü)網時(shi)流向(xiang)發生變(bian)化(hua)，導緻混合(he)在(zai)成晶油(you)中的部分溶解(jie)氣體與自由氣(qi)體溢出(chu)，因(yin)爲氣(qi)體特(te)性而(er)抵達(da)分離(li)器頂部，導(dao)緻該(gai)處(chu)形成一(yi)個氣(qi)體(ti)空(kong)間，即(ji)油氣界面(mian)。在此(ci)過程(cheng)中氣體體(ti)積持(chi)續加大，随(sui)着發生(sheng)的(de)變化爲油(you)氣界面降(jiang)低，降低至(zhi)一定水平(ping)觸(chu)發浮球(qiu)裝置，系(xi)統(tong)自動啓動(dong)氣閥将氣(qi)體排(pai)出，油氣界(jie)面随(sui)之升高，壓(ya)縮氣體(ti)空(kong)間，浮(fu)球裝置因(yin)此自(zi)動關(guan)閉氣閥。通(tong)過此(ci)種運作，消(xiao)氣器(qi)可将(jiang)管道中固體、氣(qi)體與(yu)液體有(you)效(xiao)分離(li)，頂部分離油氣(qi)向流量(liang)表(biao)中返回，流(liu)入船(chuan)艙放(fang)空，完(wan)成處理過(guo)程。
(2)加(jia)裝背壓閥(fa)。背壓閥使用時(shi)，當背壓(ya)閥設定(ding)值較高，閥(fa)前壓(ya)力較(jiao)低時，此時(shi)背壓閥關閉，造(zao)成主(zhu)閥(fa).上膜室(shi)壓力産(chan)生的推(tui)力較(jiao)高，超過主(zhu)閥開啓所(suo)需推力，從(cong)而(er)關閉主(zhu)閥。當閥前(qian)壓力與背(bei)壓閥壓力(li)相等(deng)或(huo)超過後(hou)者時(shi)，可啓(qi)動背(bei)壓閥，此時(shi)主閥上膜(mo)室壓力低(di)于主閥啓(qi)動作用力(li)，因此可啓(qi)動主閥。
　　設(she)定背壓閥背壓(ya)參數(shu)時，應進行(hang)如下(xia)設定(ding)。“B一C”段輸油(you)管道爲低(di)壓運行，C點質量流量(liang)計儀(yi)表兩端壓(ya)力爲(wei)零(ling)，此(ci)時介(jie)質飽(bao)和蒸(zheng)氣壓(ya)高于(yu)儀表.後端(duan)壓力(li)，油品(pin)因此(ci)發生(sheng)氣化，嚴重(zhong)時可能發(fa)生氣(qi)蝕，導緻實際值(zhi)較高，儀表(biao)密度較低(di)，二者存在(zai)顯.著差異(yi)，不僅(jin)影響(xiang)設備測量(liang)精度(du)，導緻測量(liang)結果不可靠，而(er)且會縮短儀表使用壽命。爲預(yu)防此(ci)種(zhong)情(qing)況發生，在(zai)流(liu)量計閥(fa)後裝(zhuang)設背(bei)壓閥，同時(shi)控(kong)制閥前(qian)壓力爲0.23MPa。流量計中流量(liang)峰(feng)值壓(ya)降描述爲(wei)Pb最小背壓描述(shu)爲P,，操(cao)作溫度下(xia)流體(ti)飽和(he)蒸氣壓描(miao)述爲Pe，則(ze)背(bei)壓計算方(fang)法(fa)爲:
Pb=2P+1.25Pe
3.3标準(zhun)化裝(zhuang)船(chuan)
　　裝船操作後(hou)較易導緻(zhi)輸油管線(xian)中出(chu)現密(mi)閉(bi)空(kong)間，油(you)溫變化後較易引起(qi)油品膨脹(zhang)，爲降低(di)上(shang)述風(feng)險，對(dui)操作(zuo)流程(cheng)進行完(wan)善(shan)，制定(ding)标準(zhun)化流程。按(an)照标準化流程，完成(cheng)裝(zhuang)船後，将(jiang)C點質量流量計(ji)後手(shou)閥(fa)以及外(wai)送泵出口(kou)閥關閉，然(ran)後啓動泵(beng)出口與(yu)高(gao)位罐(guan)安全(quan)閥(fa)部(bu)位副(fu)線閥，此段中其(qi)他手(shou)閥維持開(kai)放狀态，不(bu)予關閉。
3.4校(xiao)正檢(jian)測設(she)備
　　在使用(yong)質量(liang)流量(liang)計之前，必(bi)須按照(zhao)規(gui)定将(jiang)儀表(biao)歸零。設備(bei)傳感(gan)器中(zhong)設有(you)2個探(tan)測器，實際(ji)上，即(ji)使無(wu)流體(ti)流經(jing)其(qi)探測範(fan)圍，儀器也(ye)會顯(xian)示△T，爲保(bao)證測量(liang)準确，應校(xiao)正儀表。糾(jiu)正過(guo)程中(zhong)爲避免(mian)出(chu)現新誤差，應(ying)保(bao)證規(gui)範安裝傳感器(qi)設備，同時(shi)傳感(gan)器内部(bu)充(chong)盈介(jie)質。關(guan)閉傳感器(qi)設備(bei)下遊閥門(men)，避免傳感器内(nei)部流過流體，然後進(jin)行校正。在(zai)校正時，使(shi)用寄(ji)存器(qi)存(cun)儲(chu)2個探(tan)測器時間(jian)差，從(cong)而保證設備實(shi)際檢測(ce)時(shi)減去該時(shi)間(jian)差，得出(chu)科學的測量結果。由(you)專業工程(cheng)師全面檢(jian)測A、B、C三處質(zhi)量流量計(ji)，消除流量(liang)計異常工作狀态。
　　因(yin)爲B點存(cun)在(zai)設備(bei)前管線嚴(yan)重壓(ya)差問(wen)題(ti)，檢(jian)測後其誘(you)因是該處(chu)流量(liang)計前(qian)管線(xian)由DN200轉(zhuan)變(bian)爲DN100，因此(ci)流量(liang)計管(guan)段存(cun)在嚴重(zhong).壓差，爲(wei)降低(di)施工難度，在B點(dian)使(shi)用備用(yong)流量(liang)計，與(yu)之前(qian)原有(you)流(liu)量計并(bing)聯，從而(er)降(jiang)低流(liu)量計(ji)前後壓差(cha)，伲進精準(zhun)測量(liang)。
4系統優(you)化效果(guo)評估
4.1輸(shu)油(you)準備環節(jie)
　　在(zai)輸(shu)送成(cheng)品油前，由(you)油品(pin)儲運(yun)部門負責(ze)質控，保證(zheng)付油罐獨(du)立執(zhi)行流(liu)程，不(bu)會(hui)發生串量情況。針(zhen)對油(you)罐檢尺(chi)進(jin)行計(ji)量檢測，并且測(ce)量密(mi)度與(yu)溫度(du)，采集(ji)處(chu)理A處流(liu)量計(ji)原始數據(ju)。B處流程(cheng)質控由(you)管道(dao)儲運部門負責(ze)，保證“B一C”段(duan)管線(xian)維持滿管(guan)狀态(tai)，進行B處2個(ge)流量計數據采(cai)集。此(ci)外，由計量(liang)中心(xin)負貴(gui)采集(ji)C處流量(liang)計(ji)原始(shi)數據，檢(jian)尺(chi)檢查(cha)油船。
4.2輸油環節(jie)
　　生産運行(hang)部門确定可(ke)以輸送(song)後，發(fa)送(song)命(ming)令，通常一(yi)次(ci)成品油(you)輸送時間(jian)約爲(wei)4h,然後暫(zan)停輸送(song)，比對測量(liang)數據(ju)。輸運(yun)車間将C處(chu)流量(liang)計(ji)後(hou)閥門(men)關閉(bi)。油品儲運(yun)空間(jian)将A處流量(liang)計前(qian)閥(fa)門關閉(bi)。等待(dai)0.5h,由(you)船(chuan)舶與(yu)油品(pin)罐區工作(zuo)人員(yuan)實施(shi)檢尺(chi)檢查(cha).記錄(lu)A、B、C處流(liu)量計數(shu)據采集(ji)。計量(liang)技(ji)術人員(yuan)檢查(cha)A、B、C處數據，采(cai)集零(ling)點(dian)校正前(qian)與校正後(hou)數據。初次(ci)比對完成(cheng)，繼續輸送(song)油品(pin)，監控(kong)輸(shu)送量，輸(shu)送31h後(hou)，通(tong)常(chang)此時輸油量可達到(dao)70%總輸(shu)送量，二次(ci)停運(yun)檢測。等待(dai)0.5h，檢尺.檢(jian)查(cha)油船、油罐(guan)，對比A、B.C處數(shu)據。完成二(er)次比(bi)對，繼續輸(shu)送成(cheng)品油(you)，完成(cheng)預期(qi)裝船(chuan)任務後，最(zui)後進(jin)行一(yi)次油(you)船、油(you)罐檢尺檢(jian)查。
5結(jie)論
　　綜上所述，船(chuan)舶交(jiao)接成(cheng)品油時，采用質(zhi)量流量計(ji)可促(cu)進油量精(jing)準測量，降低測量誤(wu)差，提高(gao)油品交(jiao)接質量(liang)。交接計(ji)量具(ju)有複(fu)雜性(xing)，進行質量(liang)流量(liang)計交接時(shi)，優化工藝流程、完善(shan)硬件(jian)系統具有必要性。爲(wei)保證(zheng)精準測量(liang)交接，應優化工藝流(liu)程，促(cu)進(jin)規範作(zuo)業，完(wan)善(shan)技術應(ying)用，積極消(xiao)除人(ren)爲誤差(cha)，促進成(cheng)品油順(shun)利交接。

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