為了驗(yàn)證質(zhì)量流量計(jì)用于原油貿(mào)易計(jì)量的可行性，調(diào)研了可用于液態(tài)烴貿(mào)易計(jì)量的質(zhì)量流量計(jì)，利用實(shí)驗(yàn)室檢定裝置對(duì) CMF300型質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行了以水、原油和柴油為介質(zhì)的變黏度性能測(cè)試，對(duì)其用于原油計(jì)量的案例進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，該型流量計(jì)在不同的黏度介質(zhì)測(cè)試中具有較好的重復(fù)性和線性度。在大慶石化煉廠的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，與腰輪流量計(jì) 2006 年全年的計(jì)量比對(duì)結(jié)果是相對(duì)誤差-0.067%，基本具備原油貿(mào)易交接計(jì)量的性能要求。

質(zhì)量流量計(jì)自臺(tái)面世至今已有 40 年的發(fā)展歷程。隨著現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù)的迅速發(fā)展，基于科里奧利原理的質(zhì)量流量計(jì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)質(zhì)量流量計(jì)）在傳感器材料結(jié)構(gòu)、電子組件和計(jì)量軟件等方面都取得了很大的進(jìn)步。當(dāng)前質(zhì)量流量計(jì)的主要特點(diǎn)包括：適應(yīng)介質(zhì)范圍寬，可以實(shí)現(xiàn)從液化石油氣到高黏度重油等多種介質(zhì)的準(zhǔn)確測(cè)量；測(cè)量精度高，液體質(zhì)量測(cè)量準(zhǔn)確度優(yōu)于±0.2%，氣體質(zhì)量流量的測(cè)量準(zhǔn)確度可達(dá)到±0.35%；測(cè)量參數(shù)多，可同時(shí)測(cè)量流量、密度、溫度等；具備了免調(diào)零功能，實(shí)現(xiàn)了零點(diǎn)漂移自動(dòng)修正。

近 20 年來(lái)，質(zhì)量流量計(jì)在成品油貿(mào)易計(jì)量，特別是在質(zhì)量交接計(jì)量站和過(guò)程控制計(jì)量方面得到廣泛應(yīng)用，但原油貿(mào)易計(jì)量中的應(yīng)用還很少。目前能夠滿(mǎn)足液態(tài)烴貿(mào)易交接計(jì)量要求的質(zhì)量流量計(jì)如表 1所示。

由表 1可知，可用于液態(tài)烴（成品油）貿(mào)易計(jì)量的質(zhì)量流量計(jì)生產(chǎn)廠家主要有 Emerson、Endress & Hauser （E+H）、ABB、Krohne。雖然產(chǎn)品型號(hào)較多，但原油介質(zhì)狀況較成品油復(fù)雜，溫度、黏度等對(duì)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確度的影響尚不清楚，為了測(cè)試質(zhì)量流量計(jì)用于原油貿(mào)易計(jì)量的可行性，本研究選擇一臺(tái)技術(shù)較為成熟、市場(chǎng)占有率較高的質(zhì)量流量計(jì)對(duì)其進(jìn)行性能檢定測(cè)試。

1.性能測(cè)試方法

選用一臺(tái)配 2400S型變送器的 CMF300/DN80質(zhì)量流量計(jì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng) CMF300）進(jìn)行測(cè)試，其***大流量 272 t/h，準(zhǔn)確度±0.05%，重復(fù)性 0.025%，溫度測(cè)量準(zhǔn)確度±1±0.5%×讀數(shù)(℃)，密度測(cè)量準(zhǔn)確度±0.2 kg/m3。為檢驗(yàn)質(zhì)量流量計(jì)在以水為介質(zhì)和以黏度不同的原油、柴油為介質(zhì)時(shí)的計(jì)量性能差異，先以水為介質(zhì)對(duì) CMF300 型質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行基礎(chǔ)檢定測(cè)試，再以原油、柴油為介質(zhì)進(jìn)行性能檢定測(cè)試。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)裝置性能參數(shù)如表 2所示。

2.測(cè)試過(guò)程與結(jié)果

首先按照檢定規(guī)程，進(jìn)行以水為介質(zhì)的基本性能測(cè)試，測(cè)試方法為靜態(tài)容積法配化驗(yàn)密度法，裝置系統(tǒng)誤差為 0.05%，測(cè)試流量點(diǎn)共 6個(gè)，（裝置***大流通能力）依次為 190、136、54.4、27.2 和 13.6 t/h，***后回到 190 t/h，每個(gè)流量點(diǎn)測(cè) 7 次，測(cè)試結(jié)果如表 3所示。

在以水為介質(zhì)的檢定測(cè)試中，CMF300 表現(xiàn)出了良好的重復(fù)性和線性度，但是在原油計(jì)量中，介質(zhì)黏度對(duì)其計(jì)量準(zhǔn)確度影響較大。為了測(cè)試介質(zhì)黏度對(duì) CMF300 計(jì)量性能的影響，分別以原油和柴油為介質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行了檢定測(cè)試。

原油檢定測(cè)試采用體積管法配化驗(yàn)密度法，柴油檢定方法為體積管法配在線密度計(jì)法，裝置系統(tǒng)誤差均為 0.05%。根據(jù)裝置的檢定能力，原油及柴油中檢定流量點(diǎn)均為 5個(gè)，從大流量點(diǎn)依次檢到小流量點(diǎn)，然后再返回***大流量點(diǎn)復(fù)檢，每個(gè)流量點(diǎn)檢3次。檢定原油溫度為56 ℃，密度約為852.2kg/m3，黏度約為39.78 mm2/s；檢定柴油密度約為812 kg/m3，黏度約為 5.95 mm2/s，原油、柴油體積管測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 4。

水、原油、柴油性能測(cè)試結(jié)果曲線如圖 1 所示。

測(cè)試結(jié)果顯示，CMF300 在以水、柴油、原油為介質(zhì)的多黏度測(cè)試中，重復(fù)性均不大于 0.03%，單介質(zhì)具有較好的線性度，除了原油測(cè)試中流量小于 26 t/h 以外，測(cè)試誤差均在±0.15%范圍內(nèi)。考慮到不同裝置間的系統(tǒng)誤差影響，CMF300 在檢定測(cè)試過(guò)程中顯示出較好的計(jì)量準(zhǔn)確度和介質(zhì)適應(yīng)性，滿(mǎn)足原油貿(mào)易計(jì)量的準(zhǔn)確度要求。

3.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用案例

大慶石化煉廠是一家年處理原油 600×104 t以上的大型煉油化工企業(yè)，在原油進(jìn)廠后的過(guò)程控制到成品油出廠等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，都廣泛采用了質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量。63/1計(jì)量站是該廠的原油進(jìn)廠計(jì)量站，負(fù)責(zé)接收來(lái)自大慶油田東外輸站和北油庫(kù)的原油，站內(nèi)采用 3 臺(tái)上海自動(dòng)化儀表九廠生產(chǎn)的DN300 腰輪流量計(jì)進(jìn)行原油計(jì)量，每 8 h 化驗(yàn)一次密度和含水。原油進(jìn)廠后分別進(jìn)入 9號(hào)、10號(hào)儲(chǔ)油緩沖罐，再由 7 臺(tái) DN80 CMF300M356SN 型質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行配輸計(jì)量后分別進(jìn)入 1 號(hào)和 2 號(hào)常減壓裝置，其中 1 號(hào)常減壓裝置所進(jìn)原油由 3 臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量，2 號(hào)常減壓裝置所進(jìn)原油由 4 臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量，進(jìn)廠配輸工藝流程見(jiàn)圖 2。

由原油進(jìn)廠工藝流程可知，3 臺(tái)腰輪流量計(jì)計(jì)量的原油進(jìn)廠總量應(yīng)與 7臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)配輸?shù)脑涂偭考由?9 號(hào)、10 號(hào)兩個(gè)儲(chǔ)罐的剩余油量之和相等。該廠 2006年接收配輸原油數(shù)據(jù)見(jiàn)表 5，由于油罐液位檢尺不嚴(yán)格，單季度計(jì)量誤差受油罐液位測(cè)量影響較大，但長(zhǎng)期累計(jì)誤差受油罐液位測(cè)量影響很小，可以忽略不計(jì)。

由表 5可知，2006年季度原油進(jìn)廠配輸差量誤差***大為-0.200%，***小為 0.008%，全年累計(jì)差量為-4210.4 t，相對(duì)誤差僅為-0.067%。

4.結(jié)語(yǔ)

對(duì)CMF300 型質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)室檢定測(cè)試及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的調(diào)查研究表明，該質(zhì)量流量計(jì)具有較好的計(jì)量準(zhǔn)確度，在不同的黏度介質(zhì)測(cè)試中具有較好的重復(fù)性和線性度，在大慶石化煉廠的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中與腰輪流量計(jì) 2006 年全年的計(jì)量比對(duì)的相對(duì)誤差為-0.067%，基本具備原油貿(mào)易交接計(jì)量的性能要求。但是，由于質(zhì)量流量計(jì)技術(shù)含量較高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)廠家較多，各廠家產(chǎn)品質(zhì)量、測(cè)量形式、型號(hào)參數(shù)不盡相同，所以不同廠家生產(chǎn)的不同型號(hào)的質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量性能也不盡相同。

另外，質(zhì)量流量計(jì)對(duì)于安裝、使用、維護(hù)的要求較高，正確的安裝，減小管線應(yīng)力，保持背壓，及時(shí)維護(hù)及正確使用也是保持原油準(zhǔn)確計(jì)量的重要因素。