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管线泄露对流量计计量影响与解决办法



  1 问题的提出

    某油库计量间安装有10台流量计,其中LL-300型腰轮流量计7台,LJB-S3型Simith刮板流量计3台。2003年计量间搬迁重建,标准体积管安装完毕后进行了检定,检定结果合格;用标准体积管对3台Simith刮板流量计进行在线检定时,发现其基本误差超过允许误差范围,采取器差调整后,基本误差在允许范围内,重复性误差仍不符合要求。如某油库3#流量计在2003年4月6日的检定过程中其基本误差、重复性误差均不合格,对3#流量计的器差进行调整后,于4月16日再次进行检定时,其基本误差在允许范围内,但重复性误差仍超过标准规定。通过对体积管、流量计、阀门等装置及现场标定工艺进行认真地分析,反复查找原因,认为造成流量计复现性误差超标的主要原因是由于泄漏所致。
管线泄露对流量计计量影响与解决办法

    2 泄漏对流量计检定的影响分析

    在流量计检定过程中,可能存在泄漏的装置主要有两部分:一是流量计后侧阀门的泄漏,二是计量装置本身的泄漏,包括流量计计量腔的泄漏或体积管内标定球前后的泄漏。计量装置的泄漏一般受检测介质的温度、黏度、压力变化的影响,但同种介质当其温度、压力、黏度指标变化不大时,介质特性对泄漏的影响是稳定的。而计量装置本身的问题,例如装置长期运行造成的磨损或标定球磨损而造成的泄漏等与计量装置使用时间有直接关系,该油库3台Simith刮板流量计投用时间不长,标准体积管内标定球在体积管搬迁后已重新更换,所以因计量装置本身泄漏而造成检定结果超标的可能性不大。在标定过程中,去来油汇管闸阀关闭,标定阀打开,油流通过标定阀进入体积管。由于每次只能对1台流量计进行在线标定,其它流量计的标定阀应该是关闭的。但在实际标定过程中,常常会遇到因阀门关闭不严而引起漏失量,使流量计检定的结果受到影响。在标定过程中流量计阀门需要开关或调整,因此对某个阀门来说,可能会随操作者的关紧程度、不同排量标定点的变化而产生泄漏量不相同的现象,使流量计的重复性误差超标。以前述3台Simith刮板流量计为例,在标定时发现流量计的重复性误差超标,经过分析认为,不可能是由于流量计本身或体积管问题所造成,初步判定是由于标定时流程切换后部分阀门关闭不严所致。

    根据对标定结果的分析,认为阀门的泄漏是造成该油库3台Simith刮板流量计重复性误差超标的主要原因。通过对标定时工艺流程的调整,使这一原因得以证实和验证。根据实际标定测得的数据可知,阀门的泄漏对流量计准确度的基本误差的影响不大,但对流量计随机误差的重复性指标的影响较大,经常会造成流量计的重复性误差超标。

    3 阀门泄漏的判断与处理

   《原油动态计量容积流量计安装技术规定(GB91092-88)》中328条规定:“流量计进口侧应安装闸阀,流量计出口侧应安装截止和检漏的双功能阀或严密性较好的闸阀”,但在实际工艺中,一般只采用安装一道闸阀的方式。严密性虽经过安装前的打压试验,但新计量间建成投产过程中管道内焊屑、杂物等可能滞留闸阀板槽内,在阀门开关时划伤密封面,投运一段时间后,流量计出口处阀门可能存在关闭不严泄漏现象。流量计标定线一般采用同一根标定汇管,然后进入体积管,每台流量计在检定时,其他非检定流量计标定阀的泄漏情况会影响该流量计的检定结果,同时来油汇管的阀门泄漏也会影响标定结果。

    根据油库计量工艺流程,通过标定流程的切换进行相关性排除,认为各来油线7台腰轮流量计的出口标定阀对外输3台simith刮板流量计检定结果基本无影响,主要是3台同时并联运行的Simith刮板流量计之间的阀门泄漏造成影响。通过反复试验,认为外输3#流量计受泄漏影响程度最大。因此,下一步将重点对3#A阀门进行重点检查,对可能存在泄漏的1#B、2#A、2#B阀门进行检查。根据现场工艺流程实际情况,分以下步骤进行判断:

    第一步,利用流量计过滤器进行清洗的机会,将流量计进口阀门、正常输油阀、标定阀全部关闭,取出过滤器滤筐,打开排污阀将过滤器的余油排净。用目测进行观察,看流量计出口侧是否持续向过滤器内淌油,如果淌油持续10min以上,说明流量计出口侧的两个阀门有一个泄漏或两处同时泄漏。如用眼观察到泄漏量较大时,可将排污阀关严后,微开流量计进口阀,使过滤器内进入的部分油液面至过滤器进出油口以上,然后关严流量计进口阀门。用尺子量出此时液面距过滤器顶端面深度,观察10~30min后,再次测量此时液面,并测出过滤器直径,计算出泄漏量。但此时仍不能完全确定是出口的哪个阀门泄漏。在线检测阀门的泄漏情况可采用物理声发射检测技术。但在正常情况下,由于并门前后压差很小,小于01MPa,而且泄漏量很小,因此经实际测试并不能确定出阀门的泄漏。

    第二步,将清洗完的过滤器投用,打开过滤器排污阀,微开流量计进口阀,使过滤器内气体排净,再关紧流量计进口阀及排污阀。启动压风机,通过扫线风线向流量计进出口阀之间的管段充压,当流量计进出口之间管段压力达到03MPa时,关闭进风阀。观察压力稳定情况,如压力有明显下降,说明此管段上连接的进口阀、出口阀、标定阀、排污阀可能不严密。用声发射仪分别在阀门上侧管线、阀门法兰、阀门法兰上下侧等部位在线检测,依据不同的声发射强度信号,判定出阀门是否泄漏及其泄漏程度的大小,如确定出阀门泄漏位置后,应停输并拆下该阀门。

    第三步,查找泄漏原因,因密封面划伤的,应对密封面进行修复,修复后进行阀门的严密试验;因严密性试验达不到要求的,应对阀门进行更换,在更换时建议选用严密性较好的闸阀,最好采用具有检漏功能的双闸板闸阀。

管线泄露对流量计计量影响与解决办法

  本文分析了流量计在现场使用存在的问题,包括流量计规格选择不当,实际运行工况与标定工况条件不符,流量计计量腔中有气体,流量计旁通管道阀门泄露,流量计计数器齿轮润滑不好,流量计在新建管道中应用的缺陷,检查不到位等,并提出了相应的解决办法。
 
  关键字:流量计 存在问题 解决办法
 
  目前原油交接方式主要有两种形式,即大罐交接和流量计交接,而流量计交接又存在瞬时客观连续的优点,故目前原油交接主要采取流量计交接,为了保证原油交接的公平公正,在现场使用流量计时,一定要注意以下几个问题,以保证原油交接双方的经济利益。
 
  1 存在的问题
 
  1.1 流量计规格选择不当
 
  流量计规格选择不当,会使流量计在超下线或超上限的范围下运行,带来很大的测量误差,例如:如果上站来油量很小,一般在30方--40方每小时,如果选用较大的流量计必然造成在超下线情况运行,造成测量不准确,而外输量又很大,一般在110方--160方每小时,如果外输所选流量计规格小,就必然造成在超上限的情况下运行,造成测量不准确。所以必须根据现场实际情况正确选用流量计,是保证流量计使用寿命和准确性的重要环节。流量计规格应为管道实际运行中最大流量的1.2-1.3倍。
 
  1.2 流量计实际运行工况与标定工况环境条件不符
 
  在现场使用过程中,常常因为现场的环境因素(温度和压力等)与标定时的温度和压力有很大的差别,这样不仅会使得在实际运行时产生较大的测量误差,与此同时流量计的标定曲线也改变了,由此导致了在实际工况下使实际运行的标定曲线偏离了标定曲线,这样不仅使计量交接不公平,而且影响了原油交接双方的经济利益。
 
  1.3 温度对流量计的影响
 
  以腰轮流量计为列计算,流体在流经腰轮流量计计量室时,为使流体推动转子灵活自如地转动,流量计转子与壳体、转子与转子之间留有一定的间隙;而且因流量计材质不同,受不同温度条件的影响,发生不同的变化,因此产生一定的漏失量。计算公式如下:
 
  E=E1-β(t-t1)式中E为流量计实际运行情况下产生的误差;E1为流量计标定条件下产生的误差;p为流量计计量腔体材质体体积膨胀系数,℃~;t为流量计实际运行时油品温度,℃;t1为流量计检定时油品温度,℃。计量腔体材质为铸钢型,可取℃,当温度由标定时的41℃上升到生产时的54℃时,对流量计基本误差的影响是:
 
  E=-(t-t1)=-36´10-6℃-1(54-41)℃=-0.0468%
 
  这是当标定温度与实际运行时温度不符时产生的误差。
 
  1.4 压力对流量计的影响
 
  由于压力的作用,流量计壳体的弹性变形,随着压力增高,计量腔体积增大,由此引起转子与壳体之间的间隙增大,漏失量也随着增大。
 
  式中△为腰轮流量计计量腔体积变化量;V为检定时计量腔体积;D为计量腔内径,m;△p为流量计检定与工作时的压差,Pa;a为壳体材质的纵向弹性模数,Pa;L为壳体的厚度,m。当介质压力增大较大时4-5Mpa时,必然引起流量计壳体的弹性变形较大,转子与壳体间间隙增大,影响了流量计计量室容积。
 
  1.5 气体存在于流量计计量腔内造成流量计读数不准确
 
  目前单位使用的流量计大部分都是容积式流量计,计量的是原油的体量,不管进入计量腔内的物质是气体、液体、还是固体均会被计量,即:流量计读数=原油体积+含水体积+气体体积,这样一来就导致了流量计的读数失真。
 
  1.6 流量计旁通管道阀门的泄露会导致计量不准确
 
  流量计在长期使用过程中会出现故障,为了方便故障的维修,所以流量计通常都装有旁通管道,这样一来维修起来就比较简便快捷。但任何事情都有双面性,这一阀门除了可以让维修简便快捷外,它的弊端是一旦出现了泄漏故障,就会导致流量计的读数降低,而且这一泄漏故障常常被人们所忽略,所以在使用过程中常常被误认为是流量计计量不准。
 
  1.7 流量计计数器的齿轮润滑不好
 
  流量计在使用过程中,要延长其使用寿命,需要及时的对流量计进行维护,为了防止流量计表头的计数器的齿轮卡死或者损坏,需要定期对齿轮进行润滑,防止计数器的使用寿命缩短。
 
  1.8 流量计在新建管道中应用时常见的问题
 
  虽然新建管道在投运之前都进行清洁吹扫工作,但在投运过程中难免会有部分的焊渣残留物等杂物会存在其中,这些残留物会对流量计转子造成破坏(划伤,卡断)这样的话流量计就会无法正常使用。为了防止这一情况的发生,可以使用短管代替流量计进行投运时的试运行,确认管道内无任何杂物后,再采用流量计进行测量,这样可以避免流量计转子损坏的现象。
 
  1.9 检查不到位导致流量计管理出现脱节现象
 
  流量计在在实际使用过程中,检查的周期较长,而且检查的不够全面,一般对外交接流量计为半年标定一次,对内标定的时间更长,这样常常导致流量计管理脱节。因此应该设立专门的技术人员定期对各站流量计特别是对外交接的重要关口进行检查。
 
  2 解决办法
 
  (1)在使用过程中,要对现场的环境进行改善,尽量使流量计运行时的工况与标定时的工况基本相一致。标定温度与实际运行温度差控制在正负五摄氏度以内,超过这个范围的话要进行温度修正;流量计工作压力高于标定压力1.0MPa时,应进行压力修正。
 
  (2)定期对流量计进行专业的维护和保养,确保流量计在最佳性能下工作,延长其使用寿命。
 
  (3)在流量计使用过程中,建立健全流量计相关资料,做好运行及保养记录。
 
  (4)加强关于流量计基础知识的培训,对流量计结构、原理和使用方法进行广泛的培训学习,以确保使用人员能够熟练运用流量计,保证原油贸易的交接公平公正。