線性斜率公式在鐵路罐車計量誤差分析中的運用

任斌

中國石化西北油田分公司 油氣運銷部 （新疆 輪臺 841600）

線性斜率公式在鐵路罐車計量誤差分析中的運用

任斌

中國石化西北油田分公司 油氣運銷部 （新疆 輪臺 841600）

針對塔河油田生產(chǎn)的3種黏度油品的罐車計量誤差問題，給出了實用計算公式。該計算公式可以較為準(zhǔn)確的確定罐車的實際裝油量，有效降低企業(yè)的經(jīng)濟損失，具有實際指導(dǎo)意義。

石油產(chǎn)品 罐車 交接計量 誤差 線性斜率

罐車計量誤差原因分析

油品在鐵路罐車裝車過程中由于鶴管流速的原因，一般會產(chǎn)生氣泡，裝車結(jié)束(停泵)后需要將油品靜置1～2h，以便使油品中的微小氣泡逸出。當(dāng)大部分氣泡逸出后，液位一般將下降2～16mm。由于油品黏度不同，受環(huán)境、溫度的影響，液位下降的幅度也不同，因此會產(chǎn)生計量誤差。下面以G12-B型，車表號為NL系列罐車[1]為例對3種油品裝車后的油量測量數(shù)據(jù)進行分析。

1 低黏度油品

以塔河油田某凝析油裝車為例，該油品在30℃時的運動黏度為1.8mm2／s，因為黏度小，在裝車結(jié)束后 (停泵)30min以內(nèi)，油品中的氣泡不能完全逸出，此時進行計量將產(chǎn)生兩種誤差，一種是罐車內(nèi)油品水平面上的氣泡使得油尺偏高1～2 mm的誤差；另一種是油品內(nèi)存在氣泡產(chǎn)生的誤差。在裝車靜置30min后，油品中98%以上的氣泡已經(jīng)逸出，此時進行檢尺得出的油量較為準(zhǔn)確（表1）。

表1 凝析油停泵后的液位、油溫和油量的平均變化數(shù)據(jù)

由表1看出，在停泵10min后測量的數(shù)據(jù)與停泵30min后測量的數(shù)據(jù)之間有較大變化，停泵30～ 60min后測量的數(shù)據(jù)變化較小，停泵從10min到30min后液位平均下降 4mm，停泵從 30min到60min后液位平均下降0.9mm，因此對于黏度較低油品，裝車停止后30min液位不再發(fā)生大的變化，此時計量較為準(zhǔn)確。

2 中黏度油品

以塔河油田某中質(zhì)油裝車為例，其標(biāo)密為0.897 8g/cm3,在30℃時的運動黏度為56.53mm2／s，在停泵30min內(nèi)計量，其變化規(guī)律與裝車末站的凝析油相同。若在停泵30min后計量，會因其黏度中等，液位和油量的變化率將大于裝車末站的凝析油，油品氣泡逸出速度也將減慢，逸出時間一般需要1.5h。若在停泵后的1.5h內(nèi)進行計量和測溫較為準(zhǔn)確，其變化規(guī)律見表2。因此對于中黏度油品，在裝車結(jié)束后的1.5h時計量較為準(zhǔn)確。

表2 中質(zhì)油停泵后的液位、油溫和油量的平均變化數(shù)據(jù)

3 高黏度油品

以塔河油田某混合油裝車為例，該油品在30℃時的運動黏度為1 980.80mm2／s，由于黏度大，其液位和油量的變化也較大。在實測中發(fā)現(xiàn)，停泵2h后油品內(nèi)氣泡已基本逸出，液位不再繼續(xù)下降，其變化規(guī)律見表3。

表3 混合油停泵后液位、油溫和油量的平均變化數(shù)據(jù)

從表1～表3中可以看出，液位的變化趨勢是由油品的黏度決定的，黏度越小的油品，裝車中產(chǎn)生的氣泡越少，并且容易逸出，黏度越大的油品則反之。由于黏度不同，凝析油液位下降的幅度為1～4 mm；中質(zhì)油下降的幅度為6～8mm；混合油下降的幅度為6～9mm，以上3種油品檢尺部位均在罐體頂部人孔蓋鉸鏈對面處[2]進行人工檢尺，確保了檢尺位置的一致性和檢尺數(shù)據(jù)可比對性原則。

油量計量誤差公式的確定

1 液位和油量隨時間的變化曲線見圖1～圖3。

2 油量計量誤差的計算公式

由圖1～圖3變化曲線可以看出，3種不同黏度的油品的曲線變化規(guī)律各有不同。

（1）凝析油在裝車結(jié)束后，油品內(nèi)及水平表面含有大量氣泡，氣泡逸出速度與油品黏度有關(guān)，受外界環(huán)境影響較小，冬季的氣泡逸出速度比夏季稍慢，液位變化曲線在0～30min內(nèi)基本上按直線規(guī)律下降，此后逐漸趨于水平（圖4）。

圖4中紅色區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)為試驗測取點的數(shù)據(jù)，分別定為a,b,c 3點，由直線方程斜率公式可得：

式中K—斜率；

Y1、Y2—液位測量值，mm；

X1、X2—氣泡逸出的時間，h。

把a,b,c組成的線段分為2段，根據(jù)此公式可得

圖4中的a、b是斜率為-0.2的一條直線，表明液位隨時間的變化以直線規(guī)律不斷下降；b、c是斜率為-0.03的一條直線，表明液位隨時間的變化基本不再下降，保持穩(wěn)定(k可忽略)。因此，可根據(jù)實測數(shù)據(jù)繪圖，得到計量的液位下降高度，并根據(jù)液位的

下降規(guī)律得到真實的液位數(shù)據(jù)。

實例:凝析油在停泵20min(在試驗時間10～30min范圍內(nèi))后測量的液位為2 482mm，液位下降遵循線性規(guī)律，斜率k=-0.2,30min后的實際液位應(yīng)為：

同時對于低黏度油品，一般停泵后30min內(nèi)油品氣泡即可逸出，故停泵30min后液位不再發(fā)生變化。

（2）中質(zhì)油在裝車結(jié)束后1.5h時，油品內(nèi)的氣泡才能完全逸出。由實測液位數(shù)據(jù)得出，液位在0～1.5h內(nèi)按直線方程規(guī)律下降（圖5）。

圖5中的a、b、c基本上為一條直線，cd為一條基本平行于時間軸的直線，表明液位不再下降。根據(jù)式(1)計算實際液位：

實例:中質(zhì)油在停泵30min后,測量液位為2 460 mm,液位下降遵循線性規(guī)律,斜率Kabc=-10，1.5h后的實際液位應(yīng)為：

中黏度油品在裝車結(jié)束后，油品內(nèi)氣泡的逸出時間一般需要1.5h。在實際操作中，如出現(xiàn)重車停置時間過長或鐵路拉重車過慢等情況，計量時可采用式（1），在停泵后1.5h之內(nèi)根據(jù)時間的變化計算應(yīng)減去的液位。

（3）混合油在裝車結(jié)束后2h，油品內(nèi)和水平表面約有98%以上的氣泡逸出，液位在0～2h內(nèi)按線性規(guī)律下降（圖6）。

圖6中的a、b、c、d基本上為一條直線，表明液位下降規(guī)律為線性，2h以后液位基本不再下降，根據(jù)式(1)計算實際液位：

實例:混合油在停泵0.5h后，測量液位為2 499 mm，液位下降遵循線性規(guī)律，斜率k=-12，2h后的實際液位應(yīng)為：

混合油裝車結(jié)束后2h液位不再下降。在實際生產(chǎn)運行中，由于諸多不確定因素，裝車結(jié)束后不可能停留2h再進行計量。目前該裝車站裝車量平均每天保持在2列左右，裝車旺季時平均每天在3-4列左右，若等裝車結(jié)束后2h再進行計量，則對銷量計劃的完成產(chǎn)生不利的影響，鐵路方面也不可能讓鐵路罐車停留時間過長。因此，在裝車結(jié)束后2h內(nèi)進行計量時可采用上述公式進行計算。

結(jié)論與建議

（1）通過大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析得出，線性斜率公式計算油品計量誤差方法簡單，計算精度比較高，在實際生產(chǎn)中具有較強的指導(dǎo)意義。

（2）隨著塔河油田不斷開發(fā)，產(chǎn)量的日益提高，銷售任務(wù)日趨繁重，線性斜率公式確定法的推廣應(yīng)用能夠有效、迅速、準(zhǔn)確的計算裝車輸差，為企業(yè)降本增效，實現(xiàn)油田效益最大化戰(zhàn)略目標(biāo)提供積極的借鑒作用。

（3）運用線性斜率公式確定法，為現(xiàn)場鐵路罐車計量交接人員提供了較為直觀、準(zhǔn)確的計量對比依據(jù)，為不斷提高計量交接水平提供了很好的契機，在油田具有廣闊的推廣意義和應(yīng)用前景。

[1]肖素琴.油品計量員讀本[M].北京:中國石化出版社.2001. [2]曾強鑫.油品計量基礎(chǔ)[M].北京:中國石化出版社.2003.

The practical calculation formula is given according to the error problem in the measurement of tank cars containing oil products of three viscosities produced by Tahe oilfields.This calculation formula can determine the practical loading oil level in tank cars accurately,and drop the economic loss of enterprises effectively.Therefore,it has the guiding significance in practice.

oil products;tank cars;custody transfer metering;error;linear slope

任斌（1981-），男，助理工程師，主要從事原油管線的運行管理工作。

路萍

2009-12-28