管輸成品油所用質量流量計稱作科里奧利質量流量計, 其結構主體是兩根振動方向相反的U形管。當流體經過振動管時對管子產生與其流動方向垂直的反作用力, 導致U形管的振動出現相位差, 相位差與流體質量流量的大小成正比, 通過電路檢測出相位差, 經計算機運算即可直接得出流體的質量。對比通過儲罐取樣、檢尺的手工計算流體質量的方式, 該質量流量計具有準確度高、重復性好、自動化程度高等優勢。其主要缺點是流體中氣體[1]含量會影響測量準確度、流量過低[2]時容易產生零點漂移。

  西部管道某成品油分輸站分輸支線長2.34km, 管徑Φ219.1×5.6mm, 計算所得管容為79.5m3。所用成品油質量流量計型號為CMF-400M, 運行量程為50~200t/h, 精度為0.2%。管線的高程變化情況如圖1所示。

  由于進站閥門執行機構存在滲漏, 需要在分輸支線管線存油泄放至油庫儲罐后才能開展閥門更換作業。在管線存油泄放過程中, 由于擔心管線高程差的起伏造成油品中氣體含量超標、泄放流量小超出50t/h下限運行等, 采用油品進罐后取樣、檢尺的交接方式。

  管線存油排放持續時間為7.6h, 理論平均流量為79.5m3/7.6h=10.5m3/h, 開始排放時密度計顯示***大流量為47.5m3/h, 油品密度約為830826.5kg/m3, 則流量計全程在下限運行。在管線存油排放過程中, 流量計未出現驅動增益超限報警 (由油品中氣液兩相超標引起) , 零點過高報警[3] (小流量切除點設定為0.5m3/h, 持續5min后停止排放) 等。

  根據油品靜態計量要求, 上罐取樣、檢尺測得儲罐液位變化為10.7mm, 油品平均密度為826.5kg/m3, 排放體積為68.237m3, 經過修正計算所得管線存油排放總量為56.402t。

  由于檢尺過程中液位變化不大, 誤差的主要來源于檢尺高度的變化, 量油尺的***小分度值為1mm, 人眼能夠判別的***小液位變化為分度值的1/5, 即0.2mm, 則檢尺的誤差為:

  在檢尺過程中, 不確定度因素主要有以下三個方面。

  (1) 取樣油品密度測量, 密度計***小分度值為0.5kg/m3, 其不確定度為:Ua=0.05。

  (2) 取樣油品溫度測量, 溫度計準***小分度值為0.2℃, 其不確定度為:Ub=0.02。

  (3) 儲罐液位測量, 量油尺***小分度值為1mm, 其不確定度為:Uc=0.1。

  三個不確定度相互獨立, 則檢尺總體標準不確定度為:, 取包含因子k=2, 擴展不確定度為:

  在管線存油排放開始前, 流量計示數為1306593.218, 排放結束后, 流量計示數為1306650.804, 流量計顯示管線存油排放總量為57.586t。

  在排放開始后, 管道內壓力不斷減少, 油品中溶解的氣體[4]出現部分揮發, 但只會在聚集在油尾經過的管線的B、D處 (圖1) 。進站管道為管線較低點, 且由于進站彎頭的作用, 流量計比彎頭前管道高約2m, 流經流量計的油品所含氣體仍然較少, 流量計很少出現氣體報警。

  當出現小流量報警時結束排放, 小流量切除持續時間為5min, 產生零點漂移的量為0.5×5/60=0.04m3, 占流量計顯示排油總量的比例為:0.04/68.276=0.05%。

  小流量切除時***大誤差為:

  下限運行時誤差等級[5]為流量計準確度等級的2倍, 下限運行時的***大誤差為:

  則排油質量流量計總體誤差為:

  比較式 (1) 與式 (5) 誤差可知, 質量流量計下限運行時, 誤差仍然優于人工上罐取樣、檢尺方式。

  管輸成品油質量流量計下限運行時計量誤差仍然優于人工檢尺、取樣的靜態計量方式, 因此, 采用質量流量計來進行計量和交接。