梁　昱

(安慶石油化工總廠計(jì)量中心，安慶 246001)

0　引言

在目前國(guó)內(nèi)原油的大宗貿(mào)易中，供需雙方大多采用以刮板流量計(jì)為主要手段的動(dòng)態(tài)計(jì)量交接方式。這種方式的優(yōu)勢(shì)在于，流量計(jì)材質(zhì)受溫度影響小，變形微乎其微，通過的單位液體容積量恒定；經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)工作壓力、工作溫度等一系列的修正，最終計(jì)算出的油量較靜態(tài)計(jì)量方式所測(cè)得油量更切合實(shí)際，在一定程度上保障了交接計(jì)量的準(zhǔn)確性。

然而，流量計(jì)在長(zhǎng)期使用過程中總會(huì)受到油品特性、溫度、材質(zhì)、工藝等因素的影響，從而增大計(jì)量誤差。為了減小這種誤差，需要對(duì)流量計(jì)進(jìn)行周期檢定。以流量計(jì)系數(shù)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)量交接時(shí)，檢定結(jié)果往往以流量計(jì)系數(shù)的方式體現(xiàn)出來(lái)。流量計(jì)系數(shù)法，是基于流量計(jì)線性、穩(wěn)定性、重復(fù)性等技術(shù)性能都很好的前提下，以誤差趨近于零的思路，采用系數(shù)把±0.2%的誤差消除掉的一種方法。這種方法可以提高交接計(jì)量準(zhǔn)確性，通過修正流量計(jì)在某一流量下指示值與標(biāo)準(zhǔn)值之間存在的偏差，實(shí)現(xiàn)交接誤差趨于零。交接雙方按照流量計(jì)系數(shù)的變化情況，定期對(duì)流量計(jì)的結(jié)算量進(jìn)行修正。溫度作為刮板流量計(jì)檢定中的一項(xiàng)重要參數(shù)，對(duì)流量計(jì)系數(shù)有著什么樣的影響，進(jìn)而如何影響補(bǔ)差量和日常的交接量，在油品價(jià)格高企的今天，備受煉化企業(yè)的關(guān)注。

1　運(yùn)用散布圖和相關(guān)系數(shù)判斷檢定溫度對(duì)流量計(jì)系數(shù)的影響

1.1　數(shù)據(jù)背景

安慶石化于2005年底開通原油管線，采用三臺(tái)SMITH產(chǎn)LH8-S6型刮板流量計(jì)作為輸油體積的交接計(jì)量設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)流量計(jì)的在線檢定，配套采用了SMITH廠家提供的雙向式體積管及檢定軟件，原則上每月都對(duì)流量計(jì)進(jìn)行在線檢定，以流量計(jì)系數(shù)進(jìn)行交接量、補(bǔ)差量的結(jié)算。在檢定時(shí)，待檢流量計(jì)切換到與標(biāo)準(zhǔn)體積管連通的狀態(tài)，關(guān)閉其余兩臺(tái)流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)體積管的連通閥門，以實(shí)現(xiàn)3臺(tái)流量計(jì)的逐臺(tái)檢定。每次檢定取3個(gè)流量點(diǎn)：100，200，300m3/h，通過逐點(diǎn)檢定，確定整臺(tái)流量計(jì)的系數(shù)曲線，從而對(duì)日常交接量進(jìn)行修正，對(duì)前期輸油量補(bǔ)足差額。

2010年10月至2013年8月，用于安慶石化管輸原油交接計(jì)量的刮板流量計(jì)共進(jìn)行了32次在線檢定。在此期間，3臺(tái)流量計(jì)的平均流量在200m3/h左右。

1.2　判斷過程

為便于統(tǒng)計(jì)分析，我們將檢定溫度以xi代替，將200m3/h的流量計(jì)系數(shù)以yi代替。為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的代表性，我們對(duì)3臺(tái)流量計(jì)的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，觀察一段時(shí)期內(nèi)檢定溫度對(duì)流量計(jì)系數(shù)的影響。以1#流量計(jì)為例，將檢定溫度和流量計(jì)系數(shù)等數(shù)據(jù)列于表1。

表1　檢定溫度和流量計(jì)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表(1#流量計(jì))

續(xù)表

為了直觀地反映檢定溫度和流量計(jì)系數(shù)之間的關(guān)系，我們依據(jù)上述數(shù)據(jù)作散布圖，進(jìn)行觀察。散布圖(scatterdiagram)是為辨認(rèn)一個(gè)品質(zhì)特征和一個(gè)可能原因因素之間的聯(lián)系而采用的一種統(tǒng)計(jì)方法和分析手段。這種方法使用非數(shù)學(xué)(既圖示)的方式來(lái)辨認(rèn)某現(xiàn)象的測(cè)量值與可能原因因素之間的關(guān)系。用來(lái)繪制散布圖的數(shù)據(jù)必須是成對(duì)的(x,y)。通常用垂直軸表示現(xiàn)象測(cè)量值y,用水平軸表示可能有關(guān)系的原因因素x。通過散布圖，可以簡(jiǎn)單而直觀地看出數(shù)據(jù)之間有無(wú)相關(guān)性。

依據(jù)表1數(shù)據(jù)，所作的散布圖見圖1。

圖1　檢定溫度與流量計(jì)系數(shù)散布圖(1#流量計(jì))

從圖1可以較為直觀地看出，檢定溫度與流量計(jì)系數(shù)間存在著一個(gè)正向相關(guān)的關(guān)系。為了進(jìn)一步驗(yàn)證檢定溫度和流量計(jì)系數(shù)兩組相關(guān)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，根據(jù)相關(guān)系數(shù)判別法確定相關(guān)關(guān)系類型和程度。

相關(guān)系數(shù)是用以反映變量之間相關(guān)關(guān)系密切程度的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。相關(guān)系數(shù)是按積差方法計(jì)算，以兩變量與各自平均值的離差為基礎(chǔ)，通過兩個(gè)離差相乘來(lái)反映兩變量之間相關(guān)程度。計(jì)算確定相關(guān)系數(shù)后，查詢相應(yīng)的表格，可以判定兩個(gè)變量之間是否相關(guān)以及相關(guān)的程度。這種統(tǒng)計(jì)方法要求數(shù)據(jù)量不能太少，否則不足以反映相關(guān)性特征。

1.3　計(jì)算過程

1)計(jì)算SSxx、SSyy、SSxy值

式中：n為樣本數(shù)，在本例中n=32。

2)計(jì)算相關(guān)系數(shù)

3)相關(guān)性判斷。

本次實(shí)驗(yàn)的樣本數(shù)n=32，自由度n-2為30；為增強(qiáng)可信度，取置信概率0.01。查n-2與a 的r相關(guān)系數(shù)檢查表，可知：置信概率為0.01時(shí)，|r(30)|=0.449。由2)可知，1#流量計(jì)r=0.557>|r(30)|>0。

1.4　結(jié)論

據(jù)此，可以得出以下相關(guān)性判斷：1#刮板流量計(jì)的檢定溫度與流量計(jì)系數(shù)之間存在正相關(guān)關(guān)系。

2　理論分析

通過統(tǒng)計(jì)管道輸送中的檢定數(shù)據(jù)，上文指出了檢定溫度與流量計(jì)系數(shù)之間存在正相關(guān)關(guān)系的現(xiàn)象。從理論上說(shuō)，檢定溫度對(duì)刮板流量計(jì)檢定的影響，主要有兩個(gè)方面。下文即從理論角度對(duì)于這一現(xiàn)象進(jìn)行分析：

1)對(duì)檢定器具和介質(zhì)的影響。隨著溫度的變化，檢定器具和介質(zhì)不可避免地出現(xiàn)“熱脹冷縮”的狀況，從而影響刮板流量計(jì)的檢定結(jié)果。為減小溫度對(duì)檢定器具和介質(zhì)的影響，在流量計(jì)的檢定公式中，針對(duì)溫度影響的檢定器具量值，有專門的修正函數(shù)。通過應(yīng)用修正函數(shù)，檢定溫度對(duì)檢定器具和介質(zhì)的影響已經(jīng)在實(shí)際的檢定過程中被修正了。

2)對(duì)黏度和結(jié)蠟量的影響。黏度和結(jié)蠟量對(duì)刮板流量計(jì)檢定的影響，是難以準(zhǔn)確地進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和修正的。在其他檢定條件不變的情況下，檢定溫度升高，將會(huì)導(dǎo)致檢定介質(zhì)的黏度降低，結(jié)蠟量減少，刮板流量計(jì)計(jì)量腔的漏流量因此增大，引起了流量計(jì)系數(shù)的增大。

3　結(jié)語(yǔ)

從安慶石化的刮板流量計(jì)檢定溫度與流量計(jì)系數(shù)的相關(guān)關(guān)系看，流量計(jì)系數(shù)是隨著檢定溫度的升高而逐漸增大的。在管輸原油的交接量計(jì)算中，流量計(jì)系數(shù)的影響是明顯的，按GB 9109.5《原油動(dòng)態(tài)計(jì)量油量計(jì)算》，流量計(jì)系數(shù)作為一項(xiàng)參數(shù)直接參與交接量的計(jì)算。流量計(jì)系數(shù)變化一個(gè)千分點(diǎn)，將影響交接量千分之一。按三臺(tái)流量計(jì)，每臺(tái)平均流量200m3/h，不間斷輸送計(jì)算，如果流量計(jì)系數(shù)變動(dòng)一個(gè)千分位，每月產(chǎn)生的交接量值變化就會(huì)達(dá)到400余立方米，產(chǎn)生百余萬(wàn)元的價(jià)差。

大型原油交接計(jì)量點(diǎn)，計(jì)量商品原油數(shù)量巨大。流量計(jì)的檢定工作，可謂謬之毫厘，失之百萬(wàn)，尤為重要。供需雙方應(yīng)遵循公平、公正、合理、合法的原則，檢定期間的溫度、壓力等參數(shù)應(yīng)盡量與輸送期間的工況一致，才能切實(shí)發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)體積管在線實(shí)液檢定的優(yōu)勢(shì)。

[1]何松杰，何一飛.在線體積管匹配原油流量計(jì)及流量計(jì)系數(shù)交接[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2008(7):5-7

[2]JJG 667—2010 液體容積式流量計(jì)檢定規(guī)程[S]

[3]GB 9109.5—2009 原油動(dòng)態(tài)計(jì)量油量計(jì)算[S]

[4]普濟(jì).統(tǒng)計(jì)技術(shù)方法入門第7講 相關(guān)與回歸(2)——相關(guān)系數(shù)[J].中國(guó)質(zhì)量，2008(8):83-85