线性斜率公式在铁路罐车计量误差分析中的运用

任斌

中国石化西北油田分公司 油气运销部 （新疆 轮台 841600）

线性斜率公式在铁路罐车计量误差分析中的运用

任斌

中国石化西北油田分公司 油气运销部 （新疆 轮台 841600）

针对塔河油田生产的3种黏度油品的罐车计量误差问题，给出了实用计算公式。该计算公式可以较为准确的确定罐车的实际装油量，有效降低企业的经济损失，具有实际指导意义。

石油产品 罐车 交接计量 误差 线性斜率

罐车计量误差原因分析

油品在铁路罐车装车过程中由于鹤管流速的原因，一般会产生气泡，装车结束(停泵)后需要将油品静置1～2h，以便使油品中的微小气泡逸出。当大部分气泡逸出后，液位一般将下降2～16mm。由于油品黏度不同，受环境、温度的影响，液位下降的幅度也不同，因此会产生计量误差。下面以G12-B型，车表号为NL系列罐车[1]为例对3种油品装车后的油量测量数据进行分析。

1 低黏度油品

以塔河油田某凝析油装车为例，该油品在30℃时的运动黏度为1.8mm2／s，因为黏度小，在装车结束后 (停泵)30min以内，油品中的气泡不能完全逸出，此时进行计量将产生两种误差，一种是罐车内油品水平面上的气泡使得油尺偏高1～2 mm的误差；另一种是油品内存在气泡产生的误差。在装车静置30min后，油品中98%以上的气泡已经逸出，此时进行检尺得出的油量较为准确（表1）。

表1 凝析油停泵后的液位、油温和油量的平均变化数据

由表1看出，在停泵10min后测量的数据与停泵30min后测量的数据之间有较大变化，停泵30～ 60min后测量的数据变化较小，停泵从10min到30min后液位平均下降 4mm，停泵从 30min到60min后液位平均下降0.9mm，因此对于黏度较低油品，装车停止后30min液位不再发生大的变化，此时计量较为准确。

2 中黏度油品

以塔河油田某中质油装车为例，其标密为0.897 8g/cm3,在30℃时的运动黏度为56.53mm2／s，在停泵30min内计量，其变化规律与装车末站的凝析油相同。若在停泵30min后计量，会因其黏度中等，液位和油量的变化率将大于装车末站的凝析油，油品气泡逸出速度也将减慢，逸出时间一般需要1.5h。若在停泵后的1.5h内进行计量和测温较为准确，其变化规律见表2。因此对于中黏度油品，在装车结束后的1.5h时计量较为准确。

表2 中质油停泵后的液位、油温和油量的平均变化数据

3 高黏度油品

以塔河油田某混合油装车为例，该油品在30℃时的运动黏度为1 980.80mm2／s，由于黏度大，其液位和油量的变化也较大。在实测中发现，停泵2h后油品内气泡已基本逸出，液位不再继续下降，其变化规律见表3。

表3 混合油停泵后液位、油温和油量的平均变化数据

从表1～表3中可以看出，液位的变化趋势是由油品的黏度决定的，黏度越小的油品，装车中产生的气泡越少，并且容易逸出，黏度越大的油品则反之。由于黏度不同，凝析油液位下降的幅度为1～4 mm；中质油下降的幅度为6～8mm；混合油下降的幅度为6～9mm，以上3种油品检尺部位均在罐体顶部人孔盖铰链对面处[2]进行人工检尺，确保了检尺位置的一致性和检尺数据可比对性原则。

油量计量误差公式的确定

1 液位和油量随时间的变化曲线见图1～图3。

2 油量计量误差的计算公式

由图1～图3变化曲线可以看出，3种不同黏度的油品的曲线变化规律各有不同。

（1）凝析油在装车结束后，油品内及水平表面含有大量气泡，气泡逸出速度与油品黏度有关，受外界环境影响较小，冬季的气泡逸出速度比夏季稍慢，液位变化曲线在0～30min内基本上按直线规律下降，此后逐渐趋于水平（图4）。

图4中红色区域内的数据为试验测取点的数据，分别定为a,b,c 3点，由直线方程斜率公式可得：

式中K—斜率；

Y1、Y2—液位测量值，mm；

X1、X2—气泡逸出的时间，h。

把a,b,c组成的线段分为2段，根据此公式可得

图4中的a、b是斜率为-0.2的一条直线，表明液位随时间的变化以直线规律不断下降；b、c是斜率为-0.03的一条直线，表明液位随时间的变化基本不再下降，保持稳定(k可忽略)。因此，可根据实测数据绘图，得到计量的液位下降高度，并根据液位的

下降规律得到真实的液位数据。

实例:凝析油在停泵20min(在试验时间10～30min范围内)后测量的液位为2 482mm，液位下降遵循线性规律，斜率k=-0.2,30min后的实际液位应为：

同时对于低黏度油品，一般停泵后30min内油品气泡即可逸出，故停泵30min后液位不再发生变化。

（2）中质油在装车结束后1.5h时，油品内的气泡才能完全逸出。由实测液位数据得出，液位在0～1.5h内按直线方程规律下降（图5）。

图5中的a、b、c基本上为一条直线，cd为一条基本平行于时间轴的直线，表明液位不再下降。根据式(1)计算实际液位：

实例:中质油在停泵30min后,测量液位为2 460 mm,液位下降遵循线性规律,斜率Kabc=-10，1.5h后的实际液位应为：

中黏度油品在装车结束后，油品内气泡的逸出时间一般需要1.5h。在实际操作中，如出现重车停置时间过长或铁路拉重车过慢等情况，计量时可采用式（1），在停泵后1.5h之内根据时间的变化计算应减去的液位。

（3）混合油在装车结束后2h，油品内和水平表面约有98%以上的气泡逸出，液位在0～2h内按线性规律下降（图6）。

图6中的a、b、c、d基本上为一条直线，表明液位下降规律为线性，2h以后液位基本不再下降，根据式(1)计算实际液位：

实例:混合油在停泵0.5h后，测量液位为2 499 mm，液位下降遵循线性规律，斜率k=-12，2h后的实际液位应为：

混合油装车结束后2h液位不再下降。在实际生产运行中，由于诸多不确定因素，装车结束后不可能停留2h再进行计量。目前该装车站装车量平均每天保持在2列左右，装车旺季时平均每天在3-4列左右，若等装车结束后2h再进行计量，则对销量计划的完成产生不利的影响，铁路方面也不可能让铁路罐车停留时间过长。因此，在装车结束后2h内进行计量时可采用上述公式进行计算。

结论与建议

（1）通过大量现场数据分析得出，线性斜率公式计算油品计量误差方法简单，计算精度比较高，在实际生产中具有较强的指导意义。

（2）随着塔河油田不断开发，产量的日益提高，销售任务日趋繁重，线性斜率公式确定法的推广应用能够有效、迅速、准确的计算装车输差，为企业降本增效，实现油田效益最大化战略目标提供积极的借鉴作用。

（3）运用线性斜率公式确定法，为现场铁路罐车计量交接人员提供了较为直观、准确的计量对比依据，为不断提高计量交接水平提供了很好的契机，在油田具有广阔的推广意义和应用前景。

[1]肖素琴.油品计量员读本[M].北京:中国石化出版社.2001. [2]曾强鑫.油品计量基础[M].北京:中国石化出版社.2003.

The practical calculation formula is given according to the error problem in the measurement of tank cars containing oil products of three viscosities produced by Tahe oilfields.This calculation formula can determine the practical loading oil level in tank cars accurately,and drop the economic loss of enterprises effectively.Therefore,it has the guiding significance in practice.

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任斌（1981-），男，助理工程师，主要从事原油管线的运行管理工作。

路萍

2009-12-28