環(huán)境溫度和油品溫度兩個(gè)因素是影響原油計(jì)量誤差的重要因素，當(dāng)外界氣候條件或者輸送油品性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，流量計(jì)計(jì)量將會(huì)產(chǎn)生較大誤差。中石化京唐輸油處承擔(dān)多個(gè)煉化企業(yè)的油品輸送任務(wù)，油品來(lái)源和物性復(fù)雜多樣。企業(yè)在計(jì)量過(guò)程中應(yīng)用美國(guó)Ｓｍｉｔｈ刮板式流量計(jì)，并且對(duì)油品進(jìn)行有選擇的標(biāo)定，這就導(dǎo)致未標(biāo)定的油品在計(jì)量中產(chǎn)生一定誤差，同時(shí)這種誤差會(huì)隨著氣候變化而變化，而較大的誤差則會(huì)對(duì)企業(yè)的正常計(jì)量帶來(lái)糾紛。研究中通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的流量數(shù)據(jù)，采用多因素分析方法，對(duì)環(huán)境溫度和油品溫度兩個(gè)因素進(jìn)行對(duì)比分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)企業(yè)應(yīng)用刮板流量計(jì)計(jì)量時(shí)的溫度控制給出相關(guān)的建議。

0.引 言

在原油貿(mào)易計(jì)量中，由于受到油品內(nèi)在性質(zhì)和外界環(huán)境因素的雙重干擾，計(jì)量精度會(huì)發(fā)生變化。提高原油計(jì)量精度，不僅是對(duì)設(shè)備本身的高要求，同時(shí)也是對(duì)計(jì)量環(huán)境的高要求。而這一計(jì)量環(huán)境包括計(jì)量時(shí)的外界環(huán)境以及油品性質(zhì)。因此，在原油計(jì)量中，要控制油品的物化性質(zhì)和外條件不能變化劇烈，這樣才能使計(jì)量精度準(zhǔn)確可靠。

刮板流量計(jì)是一種應(yīng)用較為廣泛的容積式流量計(jì)，其計(jì)量原理就是將原油分割成一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)且已知的小容積，***后通過(guò)累加得到，因此計(jì)量時(shí)的誤差也具有累積性。在設(shè)定好的計(jì)量環(huán)境下，刮板式流量計(jì)的計(jì)量誤差不影響到正常的交易計(jì)量。但是在實(shí)際計(jì)量中，計(jì)量環(huán)境會(huì)發(fā)生一些較大變化。例如文獻(xiàn)中分析，京唐輸油處只有在計(jì)量油品性質(zhì)以及計(jì)量的環(huán)境溫度發(fā)生較大變化時(shí)才有明顯的誤差。文獻(xiàn)從 ＭＦ系數(shù)和泄露量的角度分析刮板流量計(jì)產(chǎn)生的原因，當(dāng)原油粘度維持在一定的范圍內(nèi)時(shí)，ＭＦ系數(shù)保持不變，而原油粘度變化劇烈時(shí)，流量計(jì)的泄露量發(fā)生變化，計(jì)量誤差增大。

京唐輸油處輸油任務(wù)重，原油多為國(guó)外進(jìn)口油品，性質(zhì)相差比較大，無(wú)法做到逐一標(biāo)定。當(dāng)以某一固定 ＭＦ系數(shù)作為誤差修正標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，若油品粘度相差很大，或原油物性受周?chē)h(huán)境溫度變化較大時(shí)，計(jì)量結(jié)果的可信度將會(huì)降低。本文通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室計(jì)量對(duì)比環(huán)道實(shí)驗(yàn)，得到流量數(shù)據(jù)結(jié)果，分析油品溫度和環(huán)境溫度對(duì)刮板式流量計(jì)計(jì)量精度的影響影響規(guī)律。

１.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

本實(shí)驗(yàn)的目的是在室內(nèi)建立環(huán)道，通過(guò)溫度控制，改變油品和環(huán)境的溫度，得到油品粘度和環(huán)境溫度的一系列參數(shù)，進(jìn)而研究油品粘度和環(huán)境溫度對(duì)刮板流量計(jì)計(jì)量誤差的影響。

此輸油處輸送原油的種類高達(dá)到３７種，根據(jù)船方數(shù)據(jù)顯示油品粘度***大的是幫嘎（１８９ｍｍ２／ｓ，５０℃），油 品粘 度 *** 小的是韋杜 里 （０．９６ｍｍ２／ｓ，５０℃），油品粘度相差較大?，F(xiàn)場(chǎng)流量交接采用美國(guó)Ｓｍｉｔｈ刮板式流量計(jì)對(duì)油品進(jìn)行計(jì)量，在冬季對(duì)流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)存在誤差較大的情況。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸送油品取樣，選擇代表性的原油作為實(shí)驗(yàn)樣品。圖１為普魯托尼原油以及沙輕原油的粘度隨溫度的變化曲線，即原油的粘溫曲線。

其中，普魯托尼原油凝點(diǎn)為１０℃，反常點(diǎn)１９℃，析蠟 點(diǎn) 為 ２５℃，蠟 質(zhì)、膠 質(zhì) 及 瀝 青 質(zhì) 總 量 為１６．７ｗｔ％。沙輕原油凝點(diǎn)為－２０℃以下，析蠟點(diǎn)為１０℃以下，蠟質(zhì)、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)總量為 １３．５５ｗｔ％。

***終確定普魯托尼原油和沙輕原油作為實(shí)驗(yàn)油品。

２.實(shí)驗(yàn)裝置與方法

圖２為刮板流量計(jì)實(shí)驗(yàn)的環(huán)道流程圖。

原油溫控箱控制進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)中的原油溫度，使其溫度恒定在原油析蠟點(diǎn)以上，實(shí)驗(yàn)中進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)中的原油溫度恒為２５℃。原油溫控箱中的中間隔板將其分為兩個(gè)腔室，分別盛滿沙輕原油和普魯托尼原油。每個(gè)腔室有兩條支路管線，一條與油泵相連接，通過(guò)閥門(mén)１、閥門(mén)２進(jìn)行控制；一條與實(shí)驗(yàn)刮板流量計(jì)連接，通過(guò)閥門(mén)７和閥門(mén)８進(jìn)行控制。

原油冷卻箱控制進(jìn)入實(shí)驗(yàn)刮板流量計(jì)的原油溫度，使原油溫度達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的２０，１５，１０℃。原油冷卻箱中同樣分為兩個(gè)腔室，分別盛滿沙輕原油和普魯托尼原油。每個(gè)腔室分別有兩條支路管線，一條與標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)相連接，通過(guò)閥門(mén)３、閥門(mén)４控制；另一條與實(shí)驗(yàn)刮板流量計(jì)相連接，通過(guò)閥門(mén)５、閥門(mén)６進(jìn)行控制。

外部溫度控制箱模擬刮板流量計(jì)計(jì)量過(guò)程中的外界環(huán)境溫度。實(shí)驗(yàn)中，外部溫度控制箱模擬環(huán)境溫度分別達(dá)到１５，４，－５，－１０℃。

實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，由原油溫控箱將油溫升至２５℃，打開(kāi)油泵，使原油在環(huán)道中試運(yùn)行一段時(shí)間。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，按照預(yù)定方案，設(shè)置原油冷卻箱的冷卻溫度、外部溫度控制箱的環(huán)境溫度。通過(guò)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和實(shí)驗(yàn)刮板流量計(jì)的流量讀數(shù)，得到油品溫度和環(huán)境溫度對(duì)計(jì)量的影響，***終反映出油品粘度和環(huán)境溫度對(duì)刮板流量計(jì)計(jì)量的影響。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表１為沙輕和普魯托尼原油在不同的油溫和刮板流量計(jì)不同的環(huán)境溫度下的流量計(jì)量結(jié)果。

由表可知，兩種性質(zhì)相差很大的原油，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中呈現(xiàn)出的規(guī)律是一致的，均是隨著油溫和環(huán)境溫度降低，計(jì)量結(jié)果增大，但是兩者的增大趨勢(shì)有所不同。對(duì)于沙輕原油而言，刮板流量計(jì)的環(huán)境溫度在４℃以上時(shí)，刮板流量計(jì)計(jì)量結(jié)果的變化幅度非常小，到－１０℃計(jì)量誤差才稍有變化。但是，普魯托尼原油隨油溫和環(huán)境溫度的變化，刮板流量計(jì)計(jì)量結(jié)果變化比較大，其誤差隨環(huán)境溫度的改變要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沙輕原油，誤差基本為正。

為了進(jìn)一步分析油品溫度和環(huán)境溫度此兩種因素哪種對(duì)刮板流量計(jì)計(jì)量的影響起決定作用，我們采用雙因素方差分析的方法，分析兩種因素的影響顯著程度大小，以期得到影響的關(guān)鍵因素。

４.雙因素影響的方差分析

運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)里多因素方差分析的方法，分析油品溫度和環(huán)境溫度對(duì)刮板流量計(jì)計(jì)量的影響程度大小。如下列公式所示為雙因素方差分析的關(guān)鍵公

 從表２中兩個(gè)因素的Ｆ 值對(duì)比可以看出，兩種原油分別計(jì)算得到的油品溫度的Ｆ 值均大于環(huán)境溫度的Ｆ 值，這說(shuō)明油品溫度在對(duì)刮板流量計(jì)計(jì)量的影響中占有主導(dǎo)地位。但是普魯托尼的油品溫度Ａ 的Ｆ 值比環(huán)境溫度Ｂ 的Ｆ 值要大很多（分別為１０１１９９和４８７７１），而沙輕原油的油品溫度Ａ 的Ｆ值與環(huán)境溫度Ｂ 的Ｆ 值相差不大（分別為５７１２和４４２４）。這說(shuō)明原油的物性越差（這里指析蠟點(diǎn)高、凝點(diǎn)高、膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高、粘度高、流動(dòng)性差等），

在計(jì)量過(guò)程中油品溫度對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響也越大。我們知道，油品物性越差，油品溫度對(duì)油品的粘度影響越大，因此影響流量計(jì)計(jì)量誤差的根本原因是油品粘度的劇烈變化，在計(jì)量過(guò)程中，要格外注重油品溫度的影響。

５.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)雙因素的方差分析，得出環(huán)境溫度和油品溫度都對(duì)流量計(jì)的計(jì)量有很大的影響，同時(shí)此兩個(gè)因素的交叉作用也是非常顯著的。因此，在刮板流量計(jì)計(jì)量過(guò)程中，要從環(huán)境溫度和油品溫度兩方面考慮，維持相對(duì)較穩(wěn)定的一個(gè)外在環(huán)境和內(nèi)部溫度，可以有效的減少流量計(jì)的計(jì)量誤差。另外，原油的物性越差，其計(jì)量誤差隨油品溫度的變化而劇烈變化，在很小的油品溫度變化范圍內(nèi)，計(jì)量誤差可能發(fā)生較大的變化。因此對(duì)于物性差的原油在計(jì)量中要重點(diǎn)控制油品的溫度。