（中國石油大慶煉化公司， 黑龍江 大慶 163411）

干氣制乙苯車間罐區(qū)計量交接誤差分析

王 東

（中國石油大慶煉化公司， 黑龍江 大慶 163411）

油品計量不僅是企業(yè)內(nèi)部自身經(jīng)濟(jì)核算的基礎(chǔ)，又是對外購銷的財務(wù)計算依據(jù)，是石油化工企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營管理的重要內(nèi)容之一。但是，油品計量從生產(chǎn)到儲運、銷售等環(huán)節(jié)不可避免的會出現(xiàn)誤差。分析了油罐靜態(tài)計量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度影響因素，對干氣制乙苯車間罐區(qū)的計量交接誤差原因進(jìn)行了探討。所有影響計量交接準(zhǔn)確性的因素都會產(chǎn)生微小的誤差，因此就需要了解這些因素，有效的解決和制定控制措施，使整個測量過程的誤差減至最小，進(jìn)一步提高計量準(zhǔn)確度。

儲油罐；靜態(tài)；自動計量；交接誤差

1 概 述

石油及其產(chǎn)品有液體、氣體、固體之分。產(chǎn)品的包裝運輸、流通環(huán)節(jié)、經(jīng)營方式不盡相同。有管道運輸、油船（駁）運輸、鐵路罐車運輸、公路汽車運輸，還有油聽、扁桶、大桶、袋裝等包裝方式。既有整批發(fā)運也有零星銷售。因此石油及其產(chǎn)品計量方式也就有所不同。

石油及其產(chǎn)品的計量方法，按油品所處狀態(tài)來分，有靜態(tài)計量和動態(tài)計量兩種[1]。一般來說，人工檢尺和衡器屬靜態(tài)計量，流量計屬動態(tài)計量。按檢測方法和計量單位又分為體積法（又稱容量法）、重量法（又稱衡量法）和體積—重量法三種[1]。

1.1 油品靜態(tài)計量

儲罐油品的計量方法屬于靜態(tài)計量，自動計量系統(tǒng)以油罐作為計量容器，通過安裝在罐體上的液位計、差壓變送器、平均溫度計等配置，測量油品的體積、密度和質(zhì)量。

目前，油罐自動計量系統(tǒng)根據(jù)不同的應(yīng)用需求，從現(xiàn)場的儀表配置考慮，可分為三種模式：液位計測量法（LTG）、靜壓測量法（HTG）和混合測量法（HIMS）[2]。

液位計測量法（LTG）是由液位計測量油品油位，然后根據(jù)儲罐的容積表求得油品體積，再乘以油品密度得出油品質(zhì)量。系統(tǒng)誤差主要來自儲罐容積表和溫度的估算。由于液位法的質(zhì)量計量是由油位間接得到的，因此計量精度受到影響。

靜壓測量法（HTG）是由高精度智能壓力變送器直接計算油品質(zhì)量，對溫度影響和系統(tǒng)偏差給予補償。系統(tǒng)誤差主要來自儲罐容積表、壓力變送器和密度分層的影響，該系統(tǒng)的一個優(yōu)越性就是可以對油罐進(jìn)行連續(xù)質(zhì)量測量。

混合測量法（HIMS）實際上是將靜壓法和液位法集成在一起，提高了整體測量的準(zhǔn)確性，是比較完善的油罐自動計量方案。

1.2 油品動態(tài)計量

在油品管道上安裝流量計的計量方法為動態(tài)計量，油品進(jìn)站下載和油庫發(fā)油裝車系統(tǒng)多采用質(zhì)量或體積流量計。

動態(tài)計量中，流量計按照常用的測量方法，可分為容積式、速度式、壓差式和質(zhì)量流量計等類型。

流量計計量使用方便，不受人為因素影響，在油品交接計量中得到廣泛應(yīng)用并已逐步取代靜態(tài)計量。

2 油罐靜態(tài)計量影響因素

2.1 油罐容積誤差

油罐容積誤差主要來自測量的液位誤差和容積表誤差。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，液位計的儀表精確度已經(jīng)很高，伺服式液位計和雷達(dá)液位計的精確度甚至達(dá)到±1 mm以上。但是受儀表安裝和測量環(huán)境等因素的影響，液位計在實際應(yīng)用中往往會產(chǎn)生比較大的誤差，例如液位計儀表的不完好性和浮頂罐的不可計量區(qū)（浮船自身重量產(chǎn)生的影響）[3]。根據(jù)儲罐檢定規(guī)程，儲罐容積表誤差為：容積100～700 m3的儲罐，檢定不確定度≤0.2%；容積700 m3以上的儲罐，檢定不確定度≤0.1%[4]。另外，由于油品液體靜壓力的作用以及罐體材質(zhì)、罐下土質(zhì)和施工質(zhì)量等影響，罐體會出現(xiàn)形變和傾斜現(xiàn)象，產(chǎn)生容積差。

2.2 測量溫度誤差

油罐內(nèi)油品溫度的分布是不均勻的，據(jù)有關(guān)資料報道，高為10 m的油罐，罐頂?shù)臏囟缺裙薜滓叱? ℃。而測量溫度產(chǎn)生的誤差總值可以達(dá)到0.1%（標(biāo)準(zhǔn)容積）／℃。煉化企業(yè)儲罐一般采用熱電偶（遠(yuǎn)傳至DCS）或罐壁溫度計兩種方法，測溫點距罐底高度小于1.8 m，不能準(zhǔn)確反映儲罐的平均溫度。

2.3 測量密度誤差

油罐內(nèi)油品密度分布一般會出現(xiàn)分層現(xiàn)象，同時與溫度有關(guān)，導(dǎo)致油品測量采樣點不具有代表性，引起誤差。另外，油品密度換算公式誤差，一般為±0.000 53 g/cm3。

綜合以上各個靜態(tài)計量誤差分項，儲罐油品計量綜合誤差一般為±0.34%。

3 車間計量交接誤差原因分析

大慶煉化公司干氣制乙苯車間罐區(qū)共有10個儲罐，均為內(nèi)浮頂立式金屬油罐。油罐D(zhuǎn)CS自動計量系統(tǒng)采用液位計計量法，由光纖液位計直接測出油位，系統(tǒng)根據(jù)儲罐容積表和人工輸入的油品密度，自動得出油品質(zhì)量。車間乙苯產(chǎn)品由乙苯長輸線送至大慶石化公司苯乙烯裝置（作為生產(chǎn)原料）或送至我公司的儲運廠調(diào)合工段（用于調(diào)合高辛烷值汽油）[5]。今年以來乙苯價格不斷升高，乙苯外銷量增加，乙苯通過裝車泵裝車外銷。

由于乙苯裝車線上沒有設(shè)置質(zhì)量流量計，交接計量以公司儲運廠地秤計量為主，輔助車間油罐D(zhuǎn)CS計量系統(tǒng)，但是兩者存在較大誤差。以2013年8月3日為例，共計外銷11車乙苯，由乙苯罐G-809（Φ11 500×11 760，1 000 m3）輸出乙苯。G-809轉(zhuǎn)油前顯示油位5.617 m，494.999 t；轉(zhuǎn)油后顯示油位1.944 m，163.264 t，G-809的乙苯輸出量為331.735 t。在儲運廠地秤稱量11車乙苯的總量為325.4 t，兩者偏差為6.335 t。

車間儲罐計量交接誤差原因分析如下。

3.1 儲罐容積表誤差

車間罐區(qū)DCS計量系統(tǒng)使用的容積表為2009年5月標(biāo)定，有效期至2010年5月（2010年申請延期至2013年5月），近年來一直沒有重新標(biāo)定，所以容積表存在較大誤差。目前罐區(qū)乙苯罐等儲罐均有肉眼可以觀測到的罐體變形或整體傾斜等情況，這些現(xiàn)象均產(chǎn)生容積差，影響計量準(zhǔn)確度。

3.2 測量液位誤差

液位測量的主要誤差來自安裝中罐頂參照高度的不穩(wěn)定，因為油罐受靜壓力影響會產(chǎn)生變形，所以引起測量基準(zhǔn)點的移位。液位計直接測量的一般是空尺，參照高度的不穩(wěn)定使計算所得的液位出現(xiàn)較大誤差。針對乙苯罐G-809，僅1 cm的油位不確定度就相當(dāng)于1 m3的油品容積誤差，約為0.9 t。另外，DCS自動計量系統(tǒng)是根據(jù)測得的油位對應(yīng)出該油位下的容積。如果油位本身就存在較大誤差，就會進(jìn)一步引起容積的誤差，產(chǎn)生誤差的疊加。

3.3 密度誤差

車間罐區(qū)DCS計量系統(tǒng)人工輸入的乙苯密度為乙苯標(biāo)準(zhǔn)密度，即在20 ℃，1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的密度。在實際中,即使忽略壓力對密度的影響，只考慮溫度因素，其產(chǎn)生的誤差就相當(dāng)可觀。已知乙苯的標(biāo)準(zhǔn)密度為ρ20=0.866 6 t/m3，查《石油密度溫度系數(shù)表（γ值表）》得到乙苯的密度溫度系數(shù)γ =0.000 65，由公式ρt=ρ20-γ*（t-20），得到乙苯在30 ℃時的密度為ρ30=0.860 1 t/m3。因此，當(dāng)只考慮密度引起的誤差時，乙苯溫度在30 ℃時，DCS計量系統(tǒng)顯示的100 t乙苯，實際質(zhì)量只有99.2 t。

3.4 地秤誤差

裝車乙苯在公司儲運廠稱地秤時，也會存在一定誤差。

4 改進(jìn)措施

2013年的裝置檢修中，在乙苯裝車線上增設(shè)定量裝車系統(tǒng)，系統(tǒng)由批量控制器、自動調(diào)節(jié)閥和質(zhì)量流量計等部分組成，改進(jìn)了計量手段和控制方式。定量裝車系統(tǒng)的設(shè)計計量誤差為3‰，系統(tǒng)投用后將不再采用儲運廠地秤稱量，而直接作為交接計量手段。

5 結(jié) 論

以上分析了儲罐自動計量系統(tǒng)準(zhǔn)確度的影響因素，但仍然存在其他的不確定性，即計量誤差。在實際工作中，除人為因素之外，計量方法和測量設(shè)備都有產(chǎn)生誤差的可能，應(yīng)該采取精度更高的計量方法和測量設(shè)備，對誤差進(jìn)行控制[6]。也因為如此，動態(tài)計量法在油品精確計量問題上必將逐漸顯示出更加強大的優(yōu)勢。

［1］鮑廣鴻．油品計量誤差分析[J]．石油商技，2002，20(5)：36-37．

［2］曹偉偉．油罐自動計量系統(tǒng)[J]．石油化工自動化，2012，48(2)：24-26．

［3］胡慶波．儲油罐計量系統(tǒng)誤差分析及對策[J]．油氣田地面工程，2010，29(5)：59-60．

［4］劉國勝，高鵬飛．儲罐靜態(tài)計量交接誤差原因分析[J].化學(xué)工程與裝備，2011(6)：118．

［5］李巖冰，徐言彪，張鵬飛．干氣制乙苯裝置的運轉(zhuǎn)[J]．煉油設(shè)計，1998，28(1)：12-15．

［6］翟振鵬．提高油品計量準(zhǔn)確性研究[J].科技與企業(yè)，2012(15)：360．

Analysis on the Custody Transfer Metering Error in Tank Farm of Dry Gas-to-ethylbenzene Plant

WANG Dong
（PetroChina Daqing Refining and Chemical Company, Heilongjiang Daqing 163411, China）

Oil product measurement is the basis not only for enterprise internal accounting, but also for external purchase-sale calculating, it is one of the most important contents of production and operation management in petrochemical enterprises. However, errors of oil product measurement will inevitably exist in the links from production to transportation and sale. In this paper, factors affecting the accuracy of oil-tank static measuring system were analyzed; causes of custody transfer measuring error in dry gas-to-ethylbenzene plant were discussed. Every factor that affects measuring accuracy will cause slight error, so it is necessary to understand all the factors, effectively solve them and develop control measures, in order to minimize the error in overall measuring process.

Oil tanks; Static; Auto measurement; Custody transfer error

TQ 241

： A

： 1671-0460（2014）04-0605-03

2013-09-13

王東（1967-），男，黑龍江大慶人，助理工程師，2010年畢業(yè)于吉林大學(xué)石油工程專業(yè)，研究方向：從事干氣制乙苯生產(chǎn)技術(shù)工作。E-mail：wangdong-dl@petrochina.com.cn。