如何实现油品密度在线准确计量

魏 奕

中国石油西北销售兰州分公司（甘肃兰州730070）

如何实现油品密度在线准确计量

魏 奕

中国石油西北销售兰州分公司（甘肃兰州730070）

通过对各种密度计量方式与目前可用的在线（自动）密度计量方式的现状及存在的问题进行分析，提出了采取便携式密度计实现油品密度在线计量的参考方案。与传统的方法相比，该密度计可以实时、连续地测量和分析不同高度的密度分布情况，有效发现密度分层、产品不一致等现象，且测量操作快捷、准确。

油品密度；在线计量；密度计

密度在成品油计量中是一个十分重要的量化指标,不仅是计算一定体积下油品数量的参数,同时也是油品品质的一个重要标志。甚至很多油品的质量纠纷，最后关键点都在密度计量上。因此，油品密度对交接数量计算、计量过程监控管理、油品质量监督判断都具有重要参考意义[1-3]。如何实时、准确地计量油品密度，是衡量油品储运企业计量管理水平的重要指标。

1 油品密度测量现状

大多数油品销售企业采用玻璃浮计进行密度测量。这种方式设备投入少，易于实现，已经被人们接受，甚至用其作为最终仲裁计量方式。但其操作繁琐、效率低、存在人工误差、数据容易修改、不利于信息化等弊端已经成为计量技术发展的障碍。同时，存在现场计量与化验室计量方法、标准不统一的情况，化验员、计量员操作方法不同，直接造成计量结果有差异。

在成品油动态计量中，由于大多是以质量作为交接指标，均采用科里奥利质量流量计，以直接测量油品质量作为交接结果[4]。这类流量计虽然具备油品温度、密度的测量能力，但由于密度不作为交接计量指标，因此也不作为强制检定指标。同时，配备的在线检定系统大多是以标准体积管加在线振动管密度计的方式进行量值溯源，但在线密度计一般仅为0.5级计量表，不具备检定质量流量计密度测量（±0.5kg/m3）的计量精度。因此，质量流量计在线密度测量虽然准确性、重复性较好，适宜作为过程监控，但很难用于贸易交接[5]。

目前，很多成品油库为提高自控和信息化水平，实现或基本实现了混合油罐计量系统（HT⁃MS）。可通过伺服液位计密度浮子、差压变送器等方式进行在线密度计量。但只能测量整体密度，无法测量分层密度和单点密度，并且当液位比较低时精度无法保证，为正常使用带来了较大难度。

2 在线（自动）密度计量方式及存在的问题

目前可用的在线（自动）密度计量方式及技术特点及不足如下。

1）立式储罐伺服液位计密度浮子。测量密度时，伺服式液位计会自动根据当前液位，令浮子分10点浸入液下，测得各点的密度和平均密度。但无法测量随机液面密度，低液位时精度无法保证，校准困难，整体测量准确度无法保证。

2）在线振动管密度计。一般专用于配合标准体积管检定质量流量计，安装固定，不可移动，仅可用于输油管线上固定点的质量监控。设备投资较大，有资质的检定机构少，检定较困难。

3）质量流量计测量密度。其本质相当于一台振动管密度计，质量流量计工作状态正常时，精度较好，但由于密度测量不是安装质量流量计的主要目的，因此检定较难实现，无法应用于贸易交接。

第2、3种测量方式虽然测量精度高，运行可靠，提高了企业的计量管理水平。但此类产品多数为进口设备，系统复杂，需要配套设备比较多、服务周期长、使用维护成本高。

综上，油品储运企业如果想因地制宜，用较少的投资实现较好的密度在线计量，寻求一种体积小巧、经济实用、可移动、准确性较好的便携式密度测量设备不失为一个好的解决方案。

3 在线准确计量的解决方案

目前，国内的生产企业已经研发出一种振动式密度传感器，该传感器既保留了振动式传感器高精度、高可靠性的特点，又不受压力影响，并且体积小巧，重量轻，准确度优于0.000 3g/cm3。该传感器可用于便携式密度计，便携式微振筒数字在线密度计就是利用该传感器制成的密度测量仪器。既可用于管道内介质密度动态实时测量，也可用于储罐介质密度静态实时测量，是目前密度测量领域理想的解决方案。

3.1 测量原理

传感器采用振动管原理测量密度。液体密度改变仪器的震动频率，通过监视此频率并进行一系列的转换，密度计即可提供高精度的密度测量，同时利用高精度的铂电阻温度计自动进行温度补偿。其特有的开放式结构使振动管的频率只与被测液体的密度和温度相关，消除了压力、人为误差（取样误差、样本污染、读数误差、计算误差）等参数的变化对测量精度的影响，直接获得各种介质在复杂环境条件下精确的密度值，无需经过中间参数转换，从而实现高准确度的密度测量。

3.2 频率采集与处理

集成芯片高速处理频率信号，能在0.1s以内换算出标准密度、VCF（体积修正系数）等数据（图1）。

3.3 标定与测试

由图2可知，密度计出厂标定精度可达0.1kg/m3，达到高精度在线振动密度计的测量精度。

图1 频谱分析图

图2 密度标定测试

3.4 准确度比对结果

将便携式微振筒密度计与人工测量密度进行比对，结果如表1所示。从测量结果看，完全可以取代人工测量密度。

3.5 设备类型

该设备分为储罐式和管道式两种（图3），储罐式直接伸入油罐计量口进行测量，管道式将油品倒入密度计测量桶内进行测量，均可直接换算得出标准密度和VCF值。

3.6 技术参数

便携式密度计技术参数如表2所示。

表1 测量比对数据/(kg·m-3)

表2 设备技术参数

图3 微振筒在线密度计

4 结论

与传统的方法相比，便携式微振筒数字在线密度计不需要特殊的技术要求及繁重易错的样品采集测量过程，能同时完成视温度、视密度测量并能直接转换为标准密度和VCF，并可通过无线通讯直接将测量结果导入计算机。并能实时、连续的测量和分析不同高度的密度分布情况，有效发现密度分层、产品不一致等现象，测量操作快捷、准确。其广泛应用于加油站、油库等各生产作业场所，经济有效，不失为一种较好的密度测量解决方案。

[1]曾强鑫.油品计量基础[M].北京:中国石化出版社,2009.

[2]肖素琴.油品计量员读本[M].北京:中国石化出版社,2001.

[3]龚中伟,王云岭.采油厂计量器具的选型使用与检定[J].石油工业技术监督,2002,18(3):36-38.

[4]娄方.石油计量器具检定[M].北京:中国石化出版社，2008.

[5]刘宝权,张波,郝娟,等.如何确保质量流量计计量的准确性[J].石油工业技术监督,2003,19(8):22-25.

The reference scheme for the online measurement of oil density using portable density meter is put forward through the analy⁃sis of present situation and existing problems in various density measurement modes and currently available online(automatic)density measurement methods.Compared with the traditional method,the density meter can realize the real-time continuous measurement of oil density and analyze the density distribution along height,and effectively find the density stratification,inconsistent oil product,and so on.The measuring operation is fast and accurate.

oil density；online measurement；density meter

左学敏

2016-05-26

魏奕（1978-），男，工程师，主要从事成品油质量计量管理工作。