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质量法油流量标准装置创新研究及应用

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成果主要完成人

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项目概况

立项背景

质量法流量标准装置多采用水为介质,采用多密度油介质在国内尚无先例,装置的建设面临许多技术难关。一是电子秤测量精度不够,尤其是在流量较小处于电子衡测量低量程时,难以满足油流量原级标准测量准确度的要求;二是现有换向器不适合高粘度油介质,正反行程偏差较大;三是常规测量温度手段时效滞后,影响测量准确度;四是油品介质流动容易产生气泡,影响流动稳定。为此专门成立项目组开展关键技术的研究,解决上述技术难题。

内涵及主要做法

高准确度流量标准装置称量技术

通过计算实际流入质量与预设最佳称量进行比较,根据两者之差按需求进行砝码自动加载,根据砝码加载系统的控制程序驱动电机或类似的动力设备控制砝码的运动,以保证始终处于最佳称量范围。

高粘度流体换向控制

伺服电机经联轴器带动喷嘴总成匀速旋转,由高精编码器记录旋转角度参与计算,可实现喷嘴精确定位,提高换向重复性,解决了换向器运行时高粘油介质流态稳定难题

超声法管道温度测量技术

通过采用超声法实时检测温度,大幅提高温度测量的反应速度,更好的控制系统温度的变化,避免温度、黏度对检定结果的影响。

油流量稳压消气系统

研发一套闭式循环系统,以变频加消气罐、加管道泵的方式作为稳压消气配置方案,并对稳压系统机械结构进行了优化。

创新点

(1)首次将质量法应用于多粘度油流量标准装置,静态质量法测量不确定度优于0.03%(k=2)。

(2)研发高准确度流量标准装置称量技术,解决了质量法小流量高准度测量难题,称量不确定度达到0.01%。

(3)研发超声法管道温度测量技术,实现了标准装置快速测温,分辨率优于0.05℃,测量结果的准确度优于0.05℃。

(4)研发适用高粘油流体换向器,解决了高粘油介质换向运行流态稳定难题,换向行程时间差由20ms减少至5ms。

实施效果

(1)应用高准确度流量标准装置称量技术、油流量专用换向器、温度实时测量系统、流量控制稳压消气系统等研究成果,建成一套以质量法为主的多功能油流量原级标准装置,质量法用于油流量测量属于国内首个,取得了中国计量科学院检定证书,技术指标达到国际先进、国内领先水平;

(2)为大庆油田交接计量器具开展实流量传,解决了传统水驱法检定体积管清洗带来含油污水排放难题。

可推广应用范围

2019年,国内石油表观消费量达到6.9亿吨,全年进口原油5.02亿吨,贸易交接计量准确度提升0.02%,可降低进口原油10万吨计量损失风险,研究成果的推广应用在保障国家能源安全方面发挥显著作用;中国石油天然气集团公司目前约有2000多个油气交接计量站点,其中原油、成品油站点约占40%,研究成果的推广应用,对保障国内油气贸易交接的公平公正具有重要意义。