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质量皇冠计测量油品皇冠的技术性能测试


随着SY/T6682-2007《用科氏质量皇冠计测量液态烃皇冠》的发布,以及质量皇冠计厂商大口径皇冠产品的陆续推出,需对质量皇冠计测量油品皇冠的技术性能测试。

          

    皇冠的准确测量是贸易交接和工业控制中一个很重要的因素。对于以质量为单位的皇冠计量,质量皇冠计具备了高准确性和高稳定性、直接质量皇冠测量等特点,避免了传统体积皇冠测量方法因为受到温度、压力、粘度、密度等因素的影响而难以真正达到所标称的测量准确度,改变了传统高准确度皇冠计依靠机械转动和传动来实现皇冠传递的方法。所以,质量皇冠计在以质量为单位的油品贸易交接计量、石油石化企业内部油品的输转计量核算等方面得到广泛应用。

    随着SY/T6682-2007《用科氏质量皇冠计测量液态烃皇冠》的发布,以及质量皇冠计厂商大口径皇冠产品的陆续推出,需对质量皇冠计测量油品皇冠的技术性能做出测试。

    性能测试

    2007年,石油工业计量测试研究所对质量皇冠计厂商生产的CMF300 型质量皇冠计(配2400S 型变送器)进行了性能测试,测试分为水装置基础测试、柴油体积管测试、原油体积管测试、水装置复现性测试四步进行,从而了解质量皇冠计的油品计量性能。

 

    水装置基础测试

    按照检定规程进行基本性能测试,测试皇冠点共6个,依次为190t/h(装置最大流通能力)、136t/h54.4t/h27.2t/h13.6t/h,最后回到190t/h,每个皇冠点测7次。由表1可以看出,CMF300水装置测试误差在基本性能测试试验中,该皇冠计在测试量程范围内的误差均在±0.1%范围内,重复性不大于0.01%,具有很好的基本测量性能。

    柴油和原油测试试验

    CMF300体积管法变粘度测试试验,测试介质为柴油和原油,检定皇冠点共5个,从大皇冠点依次检到小皇冠点,然后再返回最大皇冠点复检,每个皇冠点检3次。检定柴油温度为36.5℃,密度约为807.05Kg/m3,粘度约为5.95cSt。检定原油温度为57℃,密度约为 851.1Kg/m3,粘度约为34.20cSt。柴油、原油体积管测试数据见表2

    由表2及图2可以看出,CMF300在以水、柴油、原油为介质的多粘度测试中,重复性均不大于0.03%,测试误差均在±0.15%范围内。

    水装置复现性测试

    在结束原油测试之后,对CMF300质量皇冠计进行了水装置复现性测试,检查经过柴油和原油测试后的性能变化和复现性。水装置复现性测试与水装置基础测试的皇冠计系数设置相同。CMF300在正常安装条件下共测试了5个皇冠点,分别是195.5t/h(装置最大流通能力)、136.3t/h54.7t/h27.3t/h,再返回195.6t/h,每个点测7次,测试结果如表3、图3

    两次测试皇冠计状态基本相同,由测试误差和曲线可以看出:水装置复现性测试重复性依然良好,与基础测试误差曲线基本吻合,经过成品油和原油测试后,CMF300水装置测试复现性良好。

    测试分析

    计量准确度

    被测质量皇冠计在以水、柴油和原油为介质的各项测试中均保持了较好的重复性,最大为 0.03%,通过实流检定修正皇冠计系数,均可以在测试皇冠范围内达到 0.2级测量准确度。

    使用皇冠范围

    质量皇冠计应用于液态烃贸易计量时,影响其使用量程范围的主要因素是零点稳定性和压损。

    质量皇冠计应用于小皇冠计量时,零点稳定性是影响其计量误差的主要因素,多数质量皇冠计生产厂家在其产品说明书上标注了零点稳定性一项,其测量误差的表示方法也与零点稳定性有关。例如CMF300标称的零点稳定性为6.8kg/h,在皇冠小于5%最大皇冠时,测量误差的表示方法为±[(零点稳定性/皇冠值)×100]%,在5%以上皇冠下,标称测量误差不超过±0.05%。当测量皇冠过低时,质量皇冠计计量误差会显著增大,超出液态烃贸易计量所要求的0.2级。因此建议CMF300用于贸易交接计量的最小皇冠应不低于其相应口径最大标称皇冠的5%

    理论上,质量皇冠计计量皇冠越大误差越小,但压损是制约其皇冠上限的一个主要因素。相同皇冠下质量皇冠计的压损主要与其口径、测量介质粘度、测量管直径和结构形式有关。

    CMF300型质量皇冠计在水和58℃、34.20cSt原油测试中分别记录了各皇冠点下的压损,其压损随测量介质的粘度增高而增大,在水测试中50%最大皇冠下压损接近1bar70%最大皇冠下压损接近1.5bar,在原油下压损更是显著增大,40%最大皇冠下压损约为1bar60%最大皇冠下压损超过了2bar

    压力影响

    相对于标定压力,计量应用中工作压力的变化会对质量皇冠计振动管的刚性、几何形状产生影响,导致计量精度出现偏差。振动管的结构不同,压力增大导致的计量误差的结果不同。一般来讲弯管型质量皇冠计随工作压力增大,误差趋于负向。通常传感器的几何尺寸越大,管径相对于管壁的比值越大,压力效应就越明显。

    4给出了ELITE系列质量皇冠计,当标定压力和工作压力不同时,工作压力每增大 1bar时对测量精度影响的近似值。对于一些非贸易计量领域及压力影响较小的计量领域,可不进行压力补偿,但是对于压力影响幅度超过0.1%或计量合同提出明确要求的,则应该进行必要的压力补偿。

    介质粘度影响

    理论上质量皇冠计的计量结果不受介质粘度的影响,其测量范围可从粘度较低的成品油到粘度较高的重油及渣油,但前提是应保证足够的计量温度,避免测量管结蜡。本次试验测试的介质粘度范围为 1.31cSt34.2cSt,被测质量皇冠计保持了较好的计量精度。

    被测质量皇冠计在柴油和原油等油品的测试皇冠下能够达到0.2级测量准确度。实际应用中,应合理选择工作皇冠范围,尽量避免油品压力、皇冠计零点稳定性、测量管结蜡等因素对其计量性能的影响。

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