目前，我公司進廠原油雙方采用 5 臺刮板式流量計進行交接計量，每兩小時共同抄流量計、溫度計、壓力表的讀數，在線自動取樣，雙方人工分析化驗密度和含水。流量計每個月小標一次，半年大標一次，體積管每 3 年檢定一次。由于我公司沒有有效的計 量監督設 施，采用駐站方式，供 方 操作，我方 監 督，在投用初期，雙 方 交接 計 量比較正常，但隨著時間的推移，出現的問題越來越突出。

 

1. 體積管經常出現問題，造成流量計不能按時

小標和大標，流量計本身也經常出現故障，給雙方的計量帶來比較大的麻煩。由于刮板式流量計不具備介質密度、溫度等過程參數的記錄功能，很難找出發生故障的具體時間點以及根本原因，對產生的計量爭議，很難準確、及時、有效地處理。

 

2. 我公司原油儲罐少，原油進廠不能靜置脫水，

只能以“邊收邊付”的方式輸送給常減壓裝置加工，再 加上人 工化驗 分析 數 據 滯 后，生產不能及時掌握含水量變化情況，經 常 發 生由于 含 水量 偏高，導 致電脫 鹽系統電流 升 高、安 全閥 啟跳、裝置沖塔等意外事故。

 

針對公司現狀，我們決定研制一套質量流量計撬裝原油智能計量系統。

 

二、方案及解決措施

我們通過不斷調研、試驗、分析，研制出了能實現自動計量、自動采樣、含水量自動分析、在線校準、在線加熱、在線診斷、模塊化安裝等功能為一體的質量流量計撬裝原油智能計量系統。

 

1.系統整體架構

質量流量計撬裝原油智能計量系統按不同功能分為質量流量計計量單元、原油含水率分析單元、在線取樣單元、原油排凝及自動清洗單元以及智能計量控制單元。

 

各功能單元按模塊單獨設計制造，由系統集成商完成整套設備集成和功能測試驗收。一方面計量系統是在計量和制造雙重體系下進行設計、研發、制造，確保計量的準確性和可靠性 ；另一方面可進行模塊化安裝，減少現場動火，不僅提高效率，還降低安全風險。系統整體架構如圖 1 所示。

2.系統組成及主要功能

（1）質量流量計計量單元

 

選擇質量流量計作為主測量設備，且流量計應具備智能校驗功能，出現測量管結臘、掛壁等情況能夠及時報警。根據每年約 1250 萬噸的進廠量，經核算采用 3 用 1 備的并聯方式進行計量，各質量流量計進行實時在線壓力補償。3 臺質量流量計的準確度優于 0.2 級。1 臺備用質量流量計準確度優于 0.05級，它既可以當備用表使用，也可以當標準表使用。通過流程切換可實現串聯，用于對其他質量流量計的在線實流校準，確保計量數據準確。0.05 級質量流量計如果用于結算，可以采用符合 1/3 準確度等級要求的標準裝置進行校準，目前只有國外擁有這樣的裝置。國內的標準裝置目前只有 0.05 級，如果用于監督，也可以進行校準，示值誤差的校準不確定度會降低，通常會優于 Urel=0.08%，k=2。

 

為了確保計量回路和校準回路達到零泄漏的密閉性能，我們決定全部選用 DBB 雙關斷旋塞閥。但此閥門如存在內漏，則無法在線判定，更多的情況是閥門發生較大程度的內漏才會被發現，內漏對計量的影響完全無法評估。因此，所有的 DBB 閥上均配備了檢漏儀表，可在閥門不拆卸的情況下，直觀、準確反映閥門的密封情況。所有判定內漏的信號均傳輸到計量撬后位監控系統中，操作人員可實時獲取信息，實時確認計量管路的密閉特性是否符合要求。

 

（2）原油含水率分析單元

本裝置采用微波共振法測量原油含水率，此方法的特點是直接由微波共振頻率計算油水混合介電常數，可接入質量流量計測量的密度進行迭代計算，利用專利技術的 Autozero 功能消除碳氫化合物組分變化對含水測量的影響，確保油種切換時能夠準確測量。測量范圍為 0～1% 范圍內測量不確定度不低于±0.05%，1%～15% 范圍內測量不確定度不低于±5%。采用管道式安裝，接口管徑為 500mm 布置在流量計計量單元出口匯總管的垂直管道上，可保證含水分布滿足規范要求。含水率數據通過網絡同時傳送到原油操作崗位和計量崗位進行實時監控，指導生產。

 

（3）在線自動取樣單元

在線自動取 樣單 元首先 要完全 符 合國家 標準GB/T27867-2011《石油液體管線自動取樣法》中的各項要求。其次，在線自動取樣單元采用了強制循環回路，油樣即時性強；采用了定容積采集法，使每次采集量準確，不受工作主管線內工作壓力、溫度、油品黏度等變化的影響，采集的油樣變為常壓狀態儲存在采樣瓶中；采集油樣通道與循環回路隔離，杜絕了采集口常流油的現象。第三，可帶壓插拔，自身配有蒸汽伴熱保溫系統和電伴熱系統。第四，能夠防雨，可直接安裝在室外，無需現場再建房子。

 

（4）原油排凝及自動清洗單元

在本研究方案中，采用了質量流量計在線清洗系統，利用清洗回路 對質量流量計 進行及時清洗，可有效消除結蠟現象的發生，進而確保質量流量計的計量準確性。該技術具有操作簡單高效、維護費用低，安全可靠等優勢。

 

質量流量計在線清洗系統由清洗液箱、清洗液泵、清洗液加熱系統、相應的管路、閥門，及其溫度、壓力、液位等儀表組成。清洗液箱有效容積約為質量流量計單路管道總容積的 4 倍，可完全充滿需要清洗的質量流量計管路。清洗液選用柴油等溶劑性能較強的原油下游產品，可在不影響原油質量的情況下，排入原油主管線中。清洗液箱采用蒸汽伴熱加熱的方式并安裝有溫度傳感器，可將清洗液加熱至 60℃左右，更加有利于清洗液對膠質及蠟質的溶解。清洗液泵還可以作為原油排凝泵使用，可將原油流量計量單元停輸管路中的原油排至系統出口的主管線中，有效解決了流量計在檢修、維護過程中管線殘余原油的排放問題。

 

（5）智能計量控制單元

智能計量控制單元是本項目研究的關鍵，是實現智能計量管理，降低計量不確定度的關鍵。其主要功能包括 ：一是能夠自動判斷選取有效的質量流量計密度計量結果，計算原油平均密度值，輸出至原油含水率分析單元。二是當采用標準表對質量流量計 進行校準操作時，可通過移動終端進行校準操作，選擇標準表和待校準的質量流量計的流量計量結果，并自動選取多組有效時段，比對兩臺儀表的計量結果，較終形成校準報告，校準報告可就地顯示及下載。三是建 設質量流量計 智能診斷系統（MMS），實現對儀表剛性、驅動增益、線圈電壓、活零點等影響計量準確性的關鍵參數在線實時智能診斷，有效判斷質量流量計的運行狀態及掛壁情況等。四是實現遠程對交接計量數據的主輔比對，可以實現毛油量、純油量、體積、密度、含水等相關參數的比對，及時發現問題并為分析解決問題提供有力依據。

 

三、應用效果

2017 年 9 月份開始對供方量和驗收量的毛油量進行比對，10 月份開始采用在線含水分析儀的數據計算監督表的純油量，增加了純油量比對。毛油量比對情況如表 1 所示，純油量比對情況如表 2 所示。2017 年 10 月，通 過 數 據比 對 監 控 發 現，11日22 點、14 日 22 點、18日 6 點班 次 結 算密度比監 督密度異常增大，結算密度高于監督密度差異分別為1.51%、3.01%、2.17%。經 現 場 檢 查，監 督流 量 計運行正常。 19日，雙方對自動采樣器進行跟蹤檢查，發現自動采樣器提前近 3 小時停止采樣，造成采樣不完整。經過協調，11 月達到了 8 小時均勻采樣的要求。

我們進 一步 加強了對自動采 樣 器 運 行、密 度和含水化驗分析、輸油溫度采集等操作規范性的監 督力度，取 得了一定成效。從表 1、表 2 可以看出，毛油量和純油量虧損率逐月下降，10 月為 0.37%和 0.43%， 11 月為 0.25% 和 0.26%，12 月為 0.22% 和0.25%。

 

2017 年，共 及時 發 現 21 起 原 油含 水 率 較 大情況，其中 5 次進行了原油罐切換操作。剛剛進入2018 年，就又監測到一起，具體情況是 ：1 月5日15點 30 分，中轉庫由19# 罐卡斯切 17# 和 18# 罐福蒂斯、沙重，切換過程中原油密度及水分變化實時記錄，含水率極值已達到 20% 以上。當班人員發現實時含水率過大情況后，及時通知煉油部調整工藝，避免了常減壓裝置電脫鹽系統電流升高、安全閥啟跳、裝置沖塔等意外生產事故。

 

本套質量流量計撬裝原油智能計量系統，屬國內首創，經過 2 年時間研制完成，于 2017 年 8 月底正式投入試運行。系統建成投用后，有效提升了進廠原油計量監督和加工生產過程的控制能力，不僅提高了計量準確性，同時也為生產優化和安全生產提供了保障。