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SY/T 7667-2022 石油和液体石油产品 自动计量系统技术要求

  • 文件大小:11.02 MB
  • 标准类型:石油标准
  • 标准语言:中文版
  • 文件类型:PDF文档
  • 更新时间:2026-01-22
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资料介绍

  ICS75-010CCSE10

  中华人民共和国石油天然气行业标准

  SY/T 7667—2022

  石油和液体石油产品自动计量系统技术要求

  Petroleum and liquid petroleum products—

  Technical requirements for automatic measuring system

  2022-11-04发布2023-05-04实施

  国家能源局发布

  SY/ T7667—2022

  目次

  前言 Ⅱ

  1范围 1

  2规范性引用文件 1

  3术语和定义 1

  4符号 3

  5 总体原则和要求 4

  6系统配置 5

  6.1系统结构 5

  6.2配置要求 6

  7 流量计算机校准 9

  7.1测量通道 9

  72流量计算模型验算 10

  8 油量计算的公式与算法 11

  8.1 体积计量流量计配在线密度计和含水分析仪方式 11

  8.2 体积计量流量计配自动取样实验室测定密度和含水方式 14

  8.3质量流量计计量方式 15

  9运行维护 17

  9.1安全性 17

  9.2故障处理 18

  9.3系统维护 18

  10 计量报告 18

  附录A (规范性)流量计算机基本技术要求 20

  附录B(资料性)自动计量系统典型的拓朴结构 24

  附录C (资料性)油量计算流程图 27

  附录D (资料性)计量报告格式 30

  SY/T7667—2022

  前言

  本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

  请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

  本文件由石油工业标准化技术委员会油气计量及分析方法专业标准化技术委员会提出并归口。

  本文件起草单位:国家石油天然气管网集团北方管道有限责任公司、中国石油天然气股份有限公司计量测试研究所、上海全应科技有限公司、国家管网集团东部原油储运有限公司、国家管网集团液化天然气接收站管理分公司、国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司。

  本文件主要起草人:王志学、罗再扬、刘晓光、肖迪、任小龙、施展、耿健、张光、李天琦、安树民、李跟臣、李姣姣、李柏松、李超、杨喜良。

  SY/T 7667—2022

  石油和液体石油产品自动计量系统技术要求

  1 范围

  本文件规定了石油和液体石油产品自动计量系统的配置、流量计算机校准、公式与算法、运行维护及计量报告等方面的技术要求。

  本文件适用于新建或改造后的石油和液体石油产品(以下简称油品)动态贸易交接计量站的自动计量型计量系统。非贸易动态交接计量站的自动计量型计量系统参照使用。

  2规范性引用文件

  下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

  GB/T1885石油计量表

  GB/T9109.1石油和液体石油产品动态计量第1部分:一般原则

  GB/T 9109.2 石油和液体石油产品动态计量第2部分:流量计安装技术要求

  GB/T 9109.3石油和液体石油产品动态计量第3部分:体积管安装技术要求

  GB/T9109.5 石油和液体石油产品动态计量第5部分:油量计算

  GB/T17746 石油液体和气体动态测量 电和(或)电子脉冲数据电缆传输的保真度和可靠度 GB/T 21450 原油和石油产品密度在638kg/m³到1074kg/m³范围内的烃压缩系数

  GB/T 27867 石油液体管线自动取样法

  GB/T 30121 工业铂热电阻及铂感温元件

  GB/T 50823 油气田及管道工程计算机控制系统设计规范

  GB/T 50892 油气田及管道工程仪表控制系统设计规范

  JJG1003流量积算仪

  ISO91:2017石油和相关产品温度和压力体积修正系数(石油计量表)及标准参比条件[Petroleum and related products—Temperature and pressure volume correction factors(petroleummeasurement tables)andstandard referenceconditions]

  3术语和定义

  下列术语和定义适用于本文件。

  3.1

  自动计量系统automaticmeasuringsystem

  用于实时采集油品体积量(或质量)、温度、压力、密度、含水等参数,并进行自动在线油量计算、报表输出的计量系统。 3.2

  流量计算机或流量积算仪flowcomputer/flowintegrationmeter

  通过采集与流量相关的传感器信号,用相关的数学模型计算出流量的装置。

  注:本文件中的“流量计算机或流量积算仪”以下简称“流量计算机”。

  [来源:JJG 1003—2016,3.1.1,有修改]

  3.3

  计量管理计算机metering supervisory computer

  用于自动计量系统集中显示、控制和管理的计算机。

  注:计量管理计算机可采用通用的计算机、服务器或工控机。

  3.4

  分布式控制系统distributedcontrolsystem(DCS)

  控制功能分散、操作显示集中、采用分级结构的计算机控制系统,也称为分散控制系统,或集散控制系统。

  [来源:GB/T50823—2013,2.1.6,有修 改]

  3.5

  监控和数据采集系统supervisory controlanddataacquisitionsystem(SCADA)

  以多个远程终端监控单元通过有线或无线网络连接起来,具有远程监测控制功能的分布式计算机控制系统。

  [来源:GB/T50823—2013,2.1.7]

  3.6

  可编程序控制器programmable logic controller(PLC)

  一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器,用于在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令,并通过数字或模拟式的输入和输出操作,控制各种类型的机械或生产过程。

  [来源:GB/T50823—2013,2.1.8]3.7

  采样周期samplingperiod

  相邻两次采样之间的时间间隔。

  注:流量计算机对流量计脉冲信号进行持续累计,不受采样周期影响。

  [来源:JJG 1003—2016,3.1.3]

  3.8

  计算周期calculation period

  T

  相邻两次对油品体积(或质量)进行计算的时间间隔。

  3.9

  组态报告configurationreport

  关于流量计算机、智能仪表等系统模型与参数配置信息的记录文件。

  注1:每台流量计算机、智能仪表都有各自的组态报告。流量计算机的组态报告由流量计算机生成,智能仪表的组态报告通过专用通信软件读取生成。

  注2:流量计算机的组态一般包括硬件配置、流量计类型、体积管类型、输入通道设置、修正计算方法的选择等。

  3.10

  输油报告quantitytransactionreport

  流量计算机生成并存储的,记录输油数量、温度、压力等数据的报告。

  注:输油报告一般作为计量报告的附件使用,可分为批次输油报告(batch report)、输油日报(daily report)等。

  SY/T 7667—2022

  3.11

  标定报告provingreport

  流量计算机控制体积管对流量计进行标定,生成并存储的记录标定原始数据与结果的报告。通常用作为检定/校准的原始数据。

  注:在本文件中标定报告是指由流量计算机自主计算生成的标定原始数据与结果,不同于由第三方计量技术机构出具的检定/校准报告。

  3.12

  化验分析报告oilanalyzingreport

  通过对油样进行实验室分析测定,得出油品含水、密度等参数量值的报告。

  注:通常又称为化验报告。

  3.13

  计量报告meteringreport

  油品贸易交接双方用于油量结算的凭证。

  注:计量报告亦称为计量凭证或交接凭证。

  4符号

  下列符号适用于本文件。

  表1符号 符号 名称 量纲 单位 C 油品体积压力修正系数 1 Cm 油品含水修正系数(体积含水修正系数或质量含水修正系数) 1 C 油品体积温度修正系数 1 F 油品压缩系数 M-¹LT² kPa-1 F. 油品空气浮力修正系数 1 K 流量计K系数 L-³,M-¹ 1/m³,1/kg K, 检定/校准流量计时得到的第1个流量点的流量计K系数 L-³,M-¹ 1/m³,1/kg K₁ 检定/校准流量计时得到的第41个流量点的流量计K系数 L-³,M-¹ 1/m³,1/kg m 油品的毛质量 M kg m 油品的净质量 M kg m 油品的净表观质量 M kg m 单个计算周期油品的指示质量 M kg MF 流量计系数 1 MF, 检定/校准流量计时得到的第1个流量点的流量计系数 1 MFA₁ 检定/校准流量计时得到的第41个流量点的流量计系数 1 N 流量计输出的脉冲数 1 Na 流量计算机在t时刻累计的脉冲数 1 N₀ 流量计算机在t时刻累计的脉冲数 1 P 流量计处油品计量压力(表压) ML-¹T- kPa Pa 在线密度计处油品计量压力(表压) ML-¹T-2 kPa

  SY/T 7667—2022

  表1(续) 符号 名称 量纲 单位 P. 油品计量温度下饱和蒸汽压(表压) ML-¹T-2 kPa Prw 油品流量加权计量压力 MLT-2 kPa PrwA 油品流量加权平均计量压力 ML-¹T- kPa Pis 油品在15℃参比条件下的密度 ML-3 kg/m³,g/cm³ P²o 油品标准密度 ML-3 kg/m³,g/cm³ P+ 油品视密度 ML-3 kg/m³,g/cm³ P 修正后的在线密度计测量密度 ML-3 kg/m³,g/cm³ P 未修正的在线密度计测量密度 ML-3 kg/m³,g/cm³ 9 流量计的瞬时流量 L³T-¹

  或MT-1 m³/h或t/h 91 检定/校准流量计时得到的第1个流量点的瞬时流量 L³T-1

  或MT-¹ m³/h或th 9#1 检定/校准流量计时得到的第41个流量点的瞬时流量 L³T-1或MT-1 m³/h或th SW 油品体积含水分数或质量含水分数 1 T 流量计算机计算周期 T s t 流量计处油品计量温度 Θ ℃ 在线密度计处油品计量温度 e ℃ t 油品流量加权计量温度 日 ℃ wA 油品流量加权平均计量温度 Θ ℃ t 实验室油品试验温度 e ℃ VCF15 15℃油品体积修正系数 1 VCF20 20℃油品体积修正系数 1 V 油品的毛体积 L³ m³ V. 在标准参比条件下,油品的毛标准体积 L³ m³ V. 在标准参比条件下,油品的净标准体积 L³ m³ V 单个计算周期油品的指示体积 L³ m³ W 权重值之和 1 W 用于加权平均计算的权重值 1 注:量纲中,M一质量;L一长度;T一时间;Θ一热力学温度。

  5总体原则和要求

  5.1油品应采用质量单位结算,涉外、跨境交接或合同约定可采用体积单位结算。

  5.2 自动计量系统仪器仪表配备应符合GB/T9109.1的要求。

  5.3 自动计量系统设计、安装应符合GB/T 9109.1、GB/T 9109.2、GB/T 9109.3、GB/T 17746、GB/T

  50823、GB/T 50892与GB/T27867的要求,且应符合所在站场安全和环境保护要求。

  SY/T 7667—2022

  5.4 自动计量系统的油量计算应符合GB/T 9109.5的要求。

  5.5自动计量系统的计量仪表应在检定有效期内或建议的校准复校时间间隔内使用。

  6系统配置

  6.1 系统结构

  6.1.1自动计量系统主要由现场设备、流量计算机与计量管理计算机等组成。现场设备主要包括流量计、温度变送器、压力变送器、在线密度计、在线含水分析仪、自动取样器和体积管等。典型的自动计量系统结构参见 图1。

  6.1.2 自动计量系统宜独立运行,也可作为SCADA/DCS系统组成部分。

  现场设备流量计算机计量管理计算机

  图 1典型 的 自动计量系统结构示意 图

  SY/T7667—2022

  6.2配置要求

  6.2.1流量计

  6.2.1.1流量计应输出方波电压脉冲信号,电压幅值应能满足流量计算机信号采集的要求。

  6.2.1.2容积式流量计与涡轮流量计应具有双脉冲输出功能。应用时不准许将双脉冲输出分别用于计量和检定/校准功能。

  6.2.1.3质量流量计应采用压力变送器、温度变送器进行压力、温度修正。用于温度修正的温度变送器计量性能应不低于流量计内置的铂电阻。

  6.2.1.4质量流量计与超声流量计中的K 系数设置应与流量计算机中的K 系数一致。

  6.2.1.5用流量计算机进行油量计算时,超声流量计、质量流量计组态中的流量计系数MF应设置为1.0000。

  6.2.1.6质量流量计与超声流量计应具有事件记录与报警记录功能,记录存储时间应不少于一年且不可擦除。

  6.2.2温度变送器、压力变送器

  6.2.2.1 应采用智能型温度变送器作为计量系统温度补偿用温度测量仪表,温度变送器配用的Pt100热电阻应为4线制,其技术性能应符合A 级(GB/T 30121) 的要求。变送器输出信号应为直流(4~20)mA, 并应支持HART通信协议。

  注:由于温度变送器与温度计测量原理不同,温度变送器与全浸式温度计的读数可能会存在差异。

  6.2.2.2应采用智能型压力变送器(测量表压)作为计量系统压力补偿用压力测量仪表。压力变送器输出信号应为直流(4~20)mA, 并应支持HART通信协议。

  6.2.3在线密度计

  6.2.3.1宜采用智能型在线密度计。

  6.2.3.2在线密度计应采用压力变送器、温度变送器进行压力、温度修正,温度变送器的计量性能应不低于在线密度计内部铂电阻。在线密度计进行压力、温度修正可采用以下方式:

  a) 在线密度计采用频率(时钟周期)信号的形式输出密度测量值,通过流量计算机采集密度计处的压力变送器、温度变送器的测量信号,并对在线密度计测量值进行压力、温度修正计算;

  b) 在线密度计采用HART通信方式读取压力变送器、温度变送器的测量数据,通过基于RS-485接口的MODBUS协议等通信方式输出密度测量值与密度计处的压力、温度测量值,由流量计算机对在线密度计测量值进行压力、温度修正计算。

  6.2.3.3用流量计算机进行密度计算时,在线密度计组态中的密度计系数应设置为1.0000,密度偏移量应设置为0.0。

  6.2.3.4 智能型在线密度计应具有事件记录与报警记录功能,记录存储时间应不少于一年且不可擦除。

  6.2.4含水分析仪

  6.2.4.1宜采用智能型在线含水分析仪。

  6.2.4.2在线含水分析仪可采用直流(4~20)mA信号、HART或基于RS-485接口的MODBUS协议等通信方式输出含水参数信号。

  6.2.4.3在线含水分析仪应具备温度补偿功能。

  6.2.4.4智能型在线含水分析仪应具有事件记录与报警记录功能,记录存储时间应不少于一年且不可擦除。

  SY/T7667—2022

  6.2.5自动取样器

  6.2.5.1应采用脉冲信号控制取样探头。

  6.2.5.2应具备取样动作反馈功能。

  6.2.5.3样品接收器宜具有液位检测和/或报警功能。

  6.2.6体积管

  6.2.6.1体积管应以检测开关信号控制流量计算机的门控计数器对流量计的脉冲信号进行计数启/停操作,实现对流量计的检定/校准。

  6.2.6.2体积管宜具有多组检测开关,流量计算机可根据需要自动选择相应的体积管标准容积值。

  6.2.6.3宜在双向体积管四通阀处或单向体积管推球器阀座处设置差压检测装置,通过流量计算机实现密封性监测。

  6.2.7流量计算机

  6.2.7.1流量计算机是自动计量系统的流量计算核心设备,应具有高可靠性。流量计算机的基本技术要求见附录A。

  6.2.7.2流量计算机宜按功能分组使用,分别对计量、检定/校准与品质分析进行过程控制,相应流量计算机分为计量计算机、标定计算机与分析计算机。计量计算机与流量计宜采用一对一配置。

  6.2.7.3计量计算机功能包括但不限于:

  a) 采集流量计的体积流量脉冲或质量流量脉冲,采集或读取温度变送器、压力变送器的信号或数据;

  b) 采用容积式流量计或涡轮流量计时,应具有流量计双脉冲校验功能,实时对流量计的两路脉冲的频率、数量等进行比较,当出现故障或两路脉冲差异超出范围时给出报警;

  c) 输入多个流量点的流量计K 系数或流量计系数,对流量计示值进行分段修正;

  d)计算瞬时流量、流量加权平均计量温度、流量加权平均计量压力、体积温度修正系数、体积压力修正系数、累计毛体积/累计毛质量、累计净体积/累计净质量与净表观质量等;

  e) 宜具有追溯计算功能,对一定时间内或一定数量的输油量重新进行计算,生成新的输油报告;

  f)支持体积流量、质量流量和不同周期累计量(包括分钟、小时、日、批次等)的数据存储;

  g) 允许用户设定结算时间;

  h) 可控制流量计出口侧的流量调节阀。

  6.2.7.4标定计算机功能包括但不限于:

  a)采集多种形式的体积管检测开关信号(电平式与触点式);

  b)在检测开关触发时间间隔内采集或读取体积管温度变送器、压力变送器及在线密度计(如果需要)信号或数据;

  c)控制多种形式的体积管(单向体积管、双向体积管与活塞式体积管)运行,使用活塞式体积管时应使用脉冲插入技术;

  d) 自动判断系统的温度、流量等参数的稳定性,确定是否开始或停止检定/校准;

  e) 修改标准器基础参数、检定/校准次数等检定/校准设置;

  f)使用体积管配在线密度计方式检定/校准质量流量计时,将在线密度计的测量值修正为体积管工况下密度;

  g) 宜具有标准表法检定/校准流量计功能;

  h)可控制体积管或标准表出口侧的流量调节阀。 6.2.7.5分析计算机功能包括但不限于:

  a)采集或读取在线密度计、含水分析仪的信号或数据;

  b)按照流量比例或时间比例控制自动取样器动作;

  c)对取样控制信号与反馈信号进行统计;

  d)可监视取样进程并给出报警。

  6.2.7.6宜通过分析计算机或标定计算机读取各台计量计算机的累计流量、加权平均温度、加权平均压力等数据计算整个计量系统的输油数据。

  6.2.7.7品质分析系统不作为独立单元设计时,品质分析单元与检定单元可共用一台流量计算机。

  6.2.8计量管理计算机

  6.2.8.1计量管理计算机是自动计量系统的主要显示与操作界面,应独立设置。

  6.2.8.2 计量管理计算机宜选用市场主流产品,应安装主流商用操作系统软件,应具有以太网(Ethernet)和物理RS-232通信接口。

  6.2.8.3计量管理计算机应采用专用计量管理软件以通信的方式与流量计算机、PLC等设备进行数据 传输。

  6.2.8.4计量管理计算机应具有工作状态及参数显示功能、日常操作功能和数据存储与查询功能。

  6.2.8.5工作状态及参数显示功能包括但不限于:

  a) 计量系统流程及阀门状态;

  b)系统瞬时流量、累计流量、温度、压力等运行参数;

  c) 批次输油的进程数据;

  d)体积管进出口温度、压力、四通阀(推球器)、检测开关等状态及参数;

  e)检定/校准进程及实时数据;

  f)实时密度、含水等运行参数;

  g) 取样进程(取样器动作状态、取样次数、取样数量等参数);

  h)现场设备和流量计算机的报警信息,以及流量计算机与现场设备、计量管理计算机之间的通信故障报警信息。

  6.2.8.6日常操作功能包括但不限于:

  a)控制输油流程或批次输油设置;

  b) 输入班次、每日或批次输油取样化验的密度与含水数据,并传输给流量计算机进行重新计算;

  c)控制体积管运行,对流量计进行检定/校准;

  d) 设置取样器工作方式(流量比例取样或时间比例取样),及取样比例或取样间隔;

  e)设置与系统运行相关的流量、温度、压力、密度、含水等测量值的高低报警组态;

  f)切换流量计算机的冗余工作状态;

  g)读取流量计算机的输油日报、批次输油报告、标定报告、事件记录与报警记录等。

  6.2.8.7数据存储与查询功能包括但不限于:

  a) 流量计算机的运行参数;

  b) 流量计输油瞬时流量、温度、压力随时间变化曲线(以下简称曲线);

  c)取样器控制信号与反馈信号状态曲线;

  d) 密度值曲线与含水率曲线;

  e) 历史输油报告与标定报告;

  f)保存时间不少于1年。

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  6.2.9 数据传输及网络设备

  6.2.9.1计量管理计算机和PLC、流量计算机之间宜通过Ethernet(RJ-45)接口与网络交换机连接,通信宜采用MODBUSTCP通信协议。

  6.2.9.2基于RS-232、RS-485 端口的通信方式宜采用MODBUS通信协议。

  6.2.9.3 HART通信宜采用点对点连接方式,且不应采用双主站通信方式。

  6.2.9.4计量管理计算机与其他网络连接时应采取相应的网络安全措施。

  6.2.9.5所有设备之间不宜采用无线通信方式。

  6.2.9.6典型的自动计量系统拓扑结构参见附录B。

  7流量计算机校准

  7.1测量通道

  7.1.1压力通道

  压力通道校准时使用校准设备输出直流(4~20)mA电流信号加在流量计算机信号输入端子上,读取流量计算机温度示值,与理论值进行比较。校准时应至少选取5个校准点且均匀分布。压力通道测量误差计算见公式(1)。

  ………………………………………

  (1) 式中:

  E——流量计算机通道的测量/输出误差,用百分数表示;

  p;——流量计算机压力示值,单位为千帕(kPa);

  P₃——流量计算机输入信号对应的理论计算压力值,单位为千帕(kPa);

  Pm-——流量计算机输入信号对应的理论计算压力最大值,单位为千帕(kPa)。

  7.1.2 温度通道

  温度通道校准时使用校准设备输出直流(4~20)mA电流信号加在流量计算机信号输入端子上,读取流量计算机温度示值,与理论值进行比较。校准时应至少选取5个校准点且均匀分布。温度通道测量误差计算见公式(2)。

  ………………………………………

  (2) 式中:

  t——流量计算机温度示值,单位为摄氏度(℃);

  ——流量计算机输入信号对应的理论计算温度值,单位为摄氏度(℃);

  ——流量计算机输入信号对应的理论计算温度最大值,单位为摄氏度(℃)。

  7.1.3流量通道

  流量通道校准时使用校准设备输出不少于10000个脉冲量,选择合适的频率后将输出信号加在流量计算机输入端子上,读取流量计算机累计脉冲示值,与理论累计脉冲数比较,误差应在正负1个脉冲之内。

  SY/T 7667—2022

  7.1.4密度通道

  在线密度计信号传输分为频率传输和通信传输,频率传输方式需要校准。在频率传输方式下,在线密度计将密度测量值转换成频率信号输出。密度通道校准时使用校准设备输出频率信号加在流量计算机信号输入端子上,读取流量计算机密度通道测量的频率值,与标准频率值进行比较。密度通道测量误差计算见公式(3)。

  ………………………………………

  (3) 式中:

  H—— 流量计算机频率示值,单位为赫兹(Hz);

  H—— 流量计算机理论输入的标准频率值,单位为赫兹(Hz)。

  7.1.5含水通道

  含水通道校准时使用校准设备输出直流(4~20)mA电流信号加在流量计算机信号输入端子上,读取流量计算机油品含水示值,与理论值进行比较,含水通道测量误差计算见公式(4)。

  ……………………………………

  (4) 式中:

  SW—流量计算机含水示值;

  SW——流量计算机输入信号对应的理论计算含水值;

  SW —流量计算机输入信号对应的理论计算含水最大值。

  7.1.6模拟量输出通道

  模拟量输出通道校准时将校准设备接在流量计算机输出端子上,校准设备接收流量计算机输出的直流(4~20)mA电流信号,改变流量计算机的输出信号,读取校准设备的电流示值,与流量计算机的理论输出电流值进行比较。模拟量输出通道的输出误差计算见公式(5)。

  ………………………………………

  (5) 式中:

  I——校准设备电流示值,单位为毫安(mA);

  I——流量计算机理论输出的电流值,单位为毫安(mA);

  L———流量计算机理论输出电流值的最大值,单位为毫安(mA)。

  7.2流量计算模型验算

  检查确认流量计算机计量组态正确。使用校准设备从流量计算机信号输入端输入脉冲信号及温度、压力等信号,模拟日常输油或批次输油过程,将流量计算机计算的累计流量值与理论值进行比较,得出累计流量示值误差。流量计算机累计流量示值最大允许误差应符合JJG 1003的要求。

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  8油量计算的公式与算法

  8.1体积计量流量计配在线密度计和含水分析仪方式

  8.1.1计算公式

  8.1.1.1 毛标准体积V计算:

  V₅=V×MF×Ca×Ci……(6)

  式中:

  V——油品的毛标准体积,单位为立方米(m³);

  V——油品的指示体积,单位为立方米(m³);

  MF——流量计系数;

  C——油品体积温度修正系数;

  C—— 油品体积压力修正系数。

  8.1.1.2净标准体积V计算:

  ……………………………………………(7)

  式中:

  V——油品的净标准体积,单位为立方米(m³);

  C—— 油品体积含水修正系数。

  8.1.1.3净质量m计算:

  m=V×P20……………………………………………(8)

  式中:

  m——油品的净质量,单位为千克(kg);

  P₂o—油品标准密度,单位为千克每立方米(kg/m³)。

  8.1.1.4 净表观质量m计算:

  m=m×F,…………………………………(9)

  式中:

  m—— 油品的净表观质量,单位为千克(kg);

  F——油品空气浮力修正系数。

  8.1.2 计算步骤

  8.1.2.1读取流量计输出的脉冲数N,以及每个采样周期的流量计处油品计量温度t、流量计处油品计量压力p、油品体积含水分数SW、未修正的在线密度计测量密度Pm、在线密度计处油品计量温度a与压力Pa

  8.1.2.2单个计算周期瞬时流量q计算。

  ……………………………………

  (10) 式中:

  q——流量计的瞬时流量,单位为立方米每小时(m³/h); K——流量计K 系数,单位为每立方米(1/m³);

  T——流量计算机计算周期,单位为秒(s);

  N、N₂——在t₁ 时刻和t时刻累计的脉冲数。

  对于检定/校准流量计系数MF的流量计,K系数是固定值。对于检定/校准K 系数的流量计,MF为1.0000,此处的K 为检定/校准流量计时第1个流量点对应的K 系数。

  8.1.2.3瞬时流量对应的流量计系数MF或K 系数计算。

  如果检定/校准流量计的MF,MF应采用插值计算得到。瞬时流量对应的MF计算见公式(11)。

  式中:

  …………………………

  (11) q——检定/校准流量计时得到的第i个流量点的瞬时流量,单位为立方米每小时(m³/h);

  941——检定/校准流量计时得到的第1H+1个流量点的瞬时流量,单位为立方米每小时(m³/h);MF,——检定/校准流量计时得到的第i个流量点的流量计系数;

  MF—— 检定/校准流量计时得到的第H+1个流量点的流量计系数。

  如果检定/校准流量计的K 系数,K系数应采用插值计算得到。瞬时流量对应的K 系数计算见公式(12)。

  式中:

  ………………………………

  (12) K—— 检定/校准流量计时得到的第i个流量点的流量计K 系数,单位为每立方米(1/m³);

  K₄——检定/校准流量计时得到的第i+1个流量点的流量计K 系数,单位为每立方米(1/m³)。

  8.1.2.4 单个计算周期油品的指示体积V计算。

  ………………………………………

  (13) 式中:

  V——单个计算周期油品的指示体积,单位为立方米(m³)。

  8.1.2.5 单个计算周期油品的毛体积V 计算。

  V=V×MF………(14)

  式中:

  V——单个计算周期油品的毛体积,单位为立方米(m³)。

  8.1.2.6单个计算周期油品在15℃参比条件下的密度P1s、油品标准密度P2o、油品体积温度修正系数

  C.和油品体积压力修正系数C计算。

  如果流量计读数经过温度补偿,则C₁=1.0000。

  如果流量计的读数经过压力补偿,则C=1.0000。

  流量计算机根据在线密度计的计算常数、Pm、t与Pa,计算修正后的在线密度计测量密度Pp

  根据Pp、ta与pa迭代计算P1soP15迭代计算方法及C、C计算方法见ISO91:2017。C计算也可采用公式(15)。

  采用15℃或20℃参比条件下的体积量交接,根据P1s计算C(C=VCF15或C=VCF20)、Cpi。

  采用质量交接,根据P₁5计算P₂、C.(C=VCF20)、C₁

  ………………………………

  (15) 式中:

  p—流量计处油品计量压力(表压),单位为千帕(kPa);

  Pe——油品计量温度下饱和蒸汽压(表压),单位为千帕(kPa);F——油品压缩系数,单位为每千帕(kPa-¹)。

  在计量温度下,如油品饱和蒸气压不大于101.325kPa, 设p=0 (表压)。F计算见公式(16)。

  F=e×10-⁶…………………………………………(16)

  x=-1.62080+[21.592t+0.5×(±1.0)]×10-⁵+

  式中:

  ………………………

  (17) e——自然对数;

  t—流量计处油品计量温度,单位为摄氏度(℃);

  P1s——油品在15℃参比条件下的密度,单位为克每立方厘米(g/cm³)。

  8.1.2.7单个计算周期油品的毛标准体积V 计算。

  由公式(6)和公式(14)得到V 计算公式(18)。

  …………………………………………(18)

  8.1.2.8单个计算周期油品体积含水修正系数Cw计算。

  C=1-SW……………………………………………(19)

  式中:

  SW—单个计算周期的油品体积含水分数。

  8.1.2.9 单个计算周期油品的净标准体积V计算见公式(7)。

  8.1.2.10单个计算周期油品的净质量m计算。采用质量交接,m 计算见公式(8)。

  8.1.2.11计量期间油品的累计净标准体积V计算。

  采用体积量交接,V计算见公式(20)。

  ………………………………………(20)

  式中:

  V——油品的累计净标准体积,单位为立方米(m³);

  (V₂)——单个计算周期油品的净标准体积,单位为立方米(m³);

  n——计量期间累计的计算周期个数。

  8.1.2.12计量期间油品的累计净质量m计算。

  采用质量交接,m 计算见公式(21)。

  ………………………………………

  (21) 式中:

  m——油品的累计净质量,单位为千克(kg);

  (mm)——单个计算周期油品的净质量,单位为千克(kg)。

  8.1.2.13重复以上步骤,直至计量结束。计量期间油品的净表观质量m计算用公式(9)。油品空气浮力修正系数F 由P20依据GB/T9109.5查表确定。

  8.1.2.14不应对每个计算周期的油量进行数值修约,应在输油结束后对油量进行一次性修约。

  8.1.2.15典型的流量计配在线密度计和含水分析仪方式计算流程图参见图C.1。

  8.2体积计量流量计配自动取样实验室测定密度和含水方式

  8.2.1计算公式

  计算公式见8.1.1。

  8.2.2计算步骤

  8.2.2.1读取流量计输出的脉冲数N,以及每个采样周期的流量计处油品计量温度t、流量计处油品计量压力p。

  8.2.2.2单个计算周期的瞬时流量q计算见公式(10)。

  8.2.2.3 瞬时流量对应的流量计系数MF或K 系数计算见公式(11)或公式(12)。

  8.2.2.4 单个计算周期油品的指示体积V计算见公式(13)。

  8.2.2.5 单个计算周期油品的毛体积V计算见公式(14)。

  8.2.2.6单个计算周期的油品流量加权计量温度tw、流量加权计量压力Pew计算分别见公式(22)、 公式(23)。

  tw=t×w (22)

  Pw=P×w (23)

  式中:

  w—— 油品流量加权计量温度,单位为摄氏度(℃);

  t——单个计算周期的流量计处油品计量温度,单位为摄氏度(℃);

  Prw——油品流量加权计量压力,单位为千帕(kPa);

  p—单个计算周期的流量计处油品计量压力,单位为千帕(kPa);

  w——权重值,数值上等于单个计算周期油品的毛体积。

  当没有流量时,各个计量参数可以继续采集并显示,但应停止流量加权计量温度与压力计算。

  8.2.2.7计量期间油品的累计毛体积V计算见公式(24)。

  …………………………………………(24)

  式中:

  (V₂),——单个计算周期油品的毛体积,单位为立方米(m³)。

  8.2.2.8计量期间油品累计加权计量温度w、累计加权计量压力Pew计算分别见公式(25)和公式(26)。

  …………………………………………

  (25) 式中:

  (w)—— 单个计算周期的油品流量加权计量温度,单位为摄氏度(℃)。

  ………………………………………

  (26) 式中:

  (Pew)——单个计算周期的油品流量加权计量压力,单位为千帕(kPa)。

  8.2.2.9计量期间的油品流量加权平均计量温度4wa、流量加权平均计量压力Pwa计算分别见公式(27)和公式(28)。

  ………………………………………

  (27) 式中:

  wA——油品流量加权平均计量温度,单位为摄氏度(℃);W——权重值之和,数值上等于油品的累计毛体积。

  ………………………………………

  (28) 式中:

  PrwA——油品流量加权平均计量压力,单位为千帕(kPa)。

  8.2.2.10重复8.2.2.1至8.2.2.9步骤,进行循环计算,直至计量结束。后续计算取最后一次计算的累计毛体积、加权平均计量温度、加权平均计量压力。

  8.2.2.11计量期间的P20、Ca、CI及C计算。

  实验室分析测定油品视密度P、油品试验温度t′及油品体积含水分数SW。

  根据p:与t 迭代计算P15(见8.1.2.6);或者依据GB/T1885查表确定P₁,并将P15和SW置入流量计算机。

  采用15℃或20℃参比条件下的体积量交接,流量计算机根据wa、PewA及P15计算确定C(C=VCF5或C=VCF20)、C (见8.1.2.6);或者依据GB/T1885查表确定C, 依据 查表确定C。

  采用质量交接,流量计算机根据P1s计算P2、C(C=VCF20)、Cn (见8.1.2.6)。

  C计算用公式(19)。

  如果计量期间包含多次取样,应计算多次取样的油品平均密度与平均体积含水分数。

  8.2.2.12计量期间油品的累计毛标准体积V计算见公式(18),公式(18)中油品的累计毛体积V的计算采用公式(24)。

  8.2.2.13计量期间油品的累计净标准体积V计算见公式(7)。

  8.2.2.14计量期间油品的累计净质量m 计算。采用质量交接,m计算见公式(8)。

  8.2.2.15计量期间油品的净表观质量m 计算。采用质量交接,m计算见公式(9)。

  8.2.2.16典型的流量计配自动取样实验室测定密度和含水方式计算流程图参见图C.2。

  8.3质量流量计计量方式

  8.3.1计算公式

  8.3.1.1指示质量mm 计算:

  ………………………………………

  (29)

  SY/T 7667—2022

  式中:

  mm——单个计算周期油品的指示质量,单位为千克(kg);

  K——流量计K系数(此处的K为设定值),单位为每千克(1/kg)。

  8.3.1.2毛质量m计算:

  mm=mm×MF…………………………………(30)

  式中:

  m——油品的毛质量,单位为千克(kg)。

  8.3.1.3净质量m 计算:

  m=mm×C (31)

  式中:

  C——油品质量含水修正系数。

  8.3.1.4净表观质量m计算:

  m=m×F, (32)

  8.3.2计算步骤

  8.3.2.1读取流量计输出的脉冲数N 和每个采样周期的油品质量含水分数SW。

  8.3.2.2单个计算周期流量计瞬时流量q计算见公式(10)。

  8.3.2.3瞬时流量对应的流量计系数MF计算见公式(11)。

  8.3.2.4单个计算周期油品的指示质量mm 计算见公式(29)。

  8.3.2.5单个计算周期油品的毛质量m计算见公式(30)。

  8.3.2.6单个计算周期油品质量含水修正系数Csw计算见公式(33)。如果不需要测定含水,取 Csw=1.0000。

  …………………………………………(33)

  式中:

  SW—油品质量含水分数。

  8.3.2.7 单个计算周期油品的净质量m 计算见公式(31)。

  8.3.2.8计量期间油品的累计毛质量m 计算见公式(34)。

  式中:

  (mm),——单个计算周期的毛质量,单位为千克(kg)。

  8.3.2.9 计量期间油品的累计净质量m计算。

  ……………………………………

  (34)

  式中:

  (m)—— 单个计算周期的净质量,单位为千克(kg)。

  ………………………………………

  (35)

  SY/T7667—2022

  8.3.2.10重复以上步骤,直至计量结束。计量期间油品的净表观质量m 计算用公式(9)。

  8.3.2.11典型的质量流量计计量方式计算流程图参见图C.3。

  9运行维护

  9.1安全性

  9.1.1系统访问

  9.1.1.1计量管理计算机(包括计量管理软件)与流量计算机均应设置工程师(系统管理员)和操作员权限。

  9.1.1.2工程师(系统管理员)权限包括:

  a) 添加/更改计量设备;

  b) 更改流量计算机运行方式、算法等;

  c)更改流量计算机所有关于I/O通道设置;

  d) 更改流量计算机用于实现特殊控制的可编程变量(如果存在);

  e) 更改流量计算机通信端口设置;

  f)更改流量计算机中关于流量计的组态;

  g) 更改流量计算机中体积管标准容积值、检测开关组(如果存在)、检定/校准运行参数等组态;

  h) 更改流量计算机中关于在线密度计的组态;

  i)退出计量管理软件;

  j)设置低权限用户密码;

  k)低权限用户的操作权限;

  1)更改计量系统的时间。

  9.1.1.3操作员权限包括:

  a) 更改与系统运行相关的流量、温度、压力、密度、含水等测量值的高低报警组态;

  b) 检定/校准流量计;

  c)读取和/或打印流量计算机输油报告、标定报告等;

  d) 输油计量操作。

  9.1.1.4计量管理计算机(包括计量管理软件)的操作权限应与流量计算机的操作权限相匹配。

  9.1.1.5计量管理计算机(包括计量管理软件)操作权限密码应由字母、字符与数字组成,流量计算机操作权限密码应不少于4个字符。

  9.1.1.6流量计算机宜对每个通信端口设置通信保护密码,限制以通信方式对数据进行更改。

  9.1.2资料与数据记录完整性

  9.1.2.1应建立、保存完整的计量信息档案,且保存时间满足管理要求。

  9.1.2.2计量信息档案包括但不限于:

  a)计量设备台账;

  b) 计量设备说明书;

  c) 计量器具的检定/校准证书;

  d) 计量报告;

  e)输油报告;

  f)化验分析报告。

  SY/T7667—2022

  g)每台流量计算机的初始组态报告;

  h)每台智能仪表的初始组态报告;

  i)计量器具维修/更换记录。

  9.1.2.3影响油量计量的每次修改,都应进行记录,应该按时间顺序记录下旧数值和新数值,同时记录改变时间、人员等信息。

  9.1.2.4对于原始数据或计算值的任何调整和修正都应分别存储,不应改变存储的原始数据。原始数据和最终调整后的数据都应保留。

  9.2故障处理

  9.2.1自动计量系统发生故障时,应及时维修,同时采用手工计量方式进行油量计算。

  9.2.2 自动计量系统的计量设备维修或更换后,应确保其参数或组态与之前保持一致,并应重新进行检定或校准。

  9.2.3交接双方如果对计量结果存在异议,可读取流量计算机在计量期间的事件记录、报警记录、瞬时流量曲线、温度曲线等相关数据,对交接计量结果进行评估。

  9.2.4 流量计算机因故障冗余切换成功后,应及时对主机进行维修,不应将辅机作为主机长期使用。

  9.3系统维护

  9.3.1应定期检查仪表、设备、数据采集与计算系统,确保工作正常。

  9.3.2保存的历史数据应定期进行备份、清理,确保系统快速、稳定运行。

  10计量报告

  10.1计量报告应包含计量交接的重要信息,包括但不限于:

  a)输油起/止日期与时间;

  b) 报告生成日期与时间;

  c)交接双方单位名称;

  d) 油品类型;

  e) 毛体积;

  f)平均计量压力;

  g)平均计量温度;

  h) 体积含水分数或质量含水分数;

  i)标准密度;

  j)体积温度修正系数;

  k) 体积压力修正系数;

  1)毛标准体积;

  m)净标准体积;

  n)净质量;

  o) 净表观质量;

  p) 计量报告编号。

  10.2计量报告中应明确所有变量的单位。

  10.3 不应对计量报告中的任何数据进行修改。计量报告如果存在错误,应出具新的计量报告,并保留原始计量报告及相关说明。 10.4计量报告可直接采用流量计算机出具的输油报告,也可由计量人员通过输油报告、化验分析报告的原始数据计算取得。

  10.5计量报告的算法应获得交接双方的认可。

  10.6 计量报告应由交接双方代表签章确认。典型计量报告格式参见附录D

  附录A

  (规范性)

  流量计算机基本技术要求

  A.1流量计算机构成和功能

  A.1.1流量计算机由信号转换和采集单元、流量计算和处理单元及输出单元构成。

  A.1.2 宜采用模块化设计,便于维护与扩展功能。

  A.1.3 应能可靠、安全、连续地运行。

  A.1.4 流量算法模型及数据有效位应符合相关标准的要求。

  A.1.5 应具有所有计量参数和历史事件的记录功能。

  A.1.6应具有参数设置、数据记录的安全保护功能。

  A.1.7应具备通信功能,并配置必要的通信软件。

  A.1.8应能自动实时采集检测数据、自动实时处理数据、按本文件规定自动实时计算流量,并对流量数据自动进行累计归档,同时对设置的基本参数、检测数据、事件进行历史储存和管理。

  A.2 流量计算机基本技术要求

  A.2.1处理器/存储器

  流量计算机处理器/存储器方面的基本技术要求为:

  a)微处理器不低于32bit;

  b)系统程序、组态数据与计量数据分别存储在非易失性存储器中,存储器容量满足程序运行和数据存储的需求;

  c)至少支持32bit的浮点数存储与运算。

  A.2.2时钟

  流量计算机时钟方面的基本技术要求为:

  a) 内置可调整实时时钟;

  b) 可显示出年1月/日/时/分/秒;

  c)计时误差应优于0.1s/24h。

  A.2.3 输入/输出通道

  流量计算机输入/输出通道方面的基本技术要求为:

  a)至少支持4路(4~20)mA或 (1~5)V 模拟量信号输入,A/D转换分辨率不低于14bit。采用HART模块输入方式时,应至少支持4个单独HART输入通道。

  b)至少支持4路脉冲/频率信号输入,均应使用光电隔离,频率范围不小于(0~10)kHz。

  c) 至少支持4路数字量信号输入和4路数字量信号输出,均应使用光电隔离。

  d)至少支持2路(4~20)mA模拟量信号输出,D/A转换分辨率不低于12bit。

  e)宜支持1路以上的脉冲输出。

  A.2.4通信接口及协议

  流量计算机通信接口及协议方面的基本技术要求为: a) 通信接口应不少于4个;

  b)具有RS-485、RS-232、Ethernet(RJ-45)等通信接口;

  c)RS-485、RS-232 通信接口可用软件选择通信参数,波特率不低于9600;

  d)支持基于RS-485、RS-232 通信接口的MODBUS(RTU或ASCII模式)通信协议;

  e)采用MODBUS通信方式读取智能仪表数据时,相应的接口应具有通信主站功能;

  f)支持基于Ethernet接口的MODBUSTCP通信协议;

  g) 通信接口宜具有发送/接收指示灯;

  h)宜支持USB磁盘功能。

  A.2.5供电

  流量计算机供电方面的基本技术要求为:

  a) 支持直流24V 或交流220V供电;

  b) 在断电情况下,流量计算机的内置电池至少应满足1个月数据的保存需求,电池寿命不应低于5年。

  A.2.6显示、操作

  流量计算机显示、操作方面的基本技术要求为:

  a)具有LCD或LED显示窗口,可显示系统基础参数设置、现场仪表测量参数、诊断报警信息及有关提示信息等;

  b) 具有操作键盘,可设置系统基础参数、现场仪表参数、报警限等;

  c) 具有工作状态指示灯,可显示当前工作状态,当有报警发生时,指示灯应改变颜色并闪烁,可给出声音报警。

  A.2.7采样周期与计算周期

  流量计算机采样周期与计算周期方面的基本技术要求为:

  a) 模拟量输入信号的采样周期不超过1s;

  b) 计算周期不超过2s。

  A.2.8计算功能

  流量计算机计算功能方面的基本技术要求为:

  a) 每个采样周期内完成1次对输入信号的采集;

  b)计算周期内完成1次流量相关计算、控制相关计算及对从站设备的通信;

  c)流量计算机的计算软件应含有多种可选择的流量相关算法模型,可通过简单的组态或选项进行计量标准选择;

  d) 宜具有选择标准参比条件功能。

  A.2.9控制与输出功能

  流量计算机控制与输出功能方面的基本技术要求为:

  a) 宜具有比例积分微分(PID)控制功能;

  b) 宜具有将累计流量转换为脉冲输出的功能,并可设置流量与脉冲的比例;

  c) 宜具有将瞬时流量转换为(4~20)mA输出功能。 A.2.10自诊断

  流量计算机自诊断功能方面的基本技术要求为:

  a) 提供硬件自诊断,包括对处理器、存储器、电源、输入/输出通道、通信接口的诊断测试;

  b) 提供软件自诊断,包括对流量计算程序、参数设置、输入/输出参数的诊断测试。A.2.11安全性

  流量计算机安全性方面的基本技术要求为:

  a) 流量计算程序应采用工厂固化或加密保护,不允许用户修改;

  b)流量计算机应设有操作权限,可通过密匙或分级密码进行保护,必要时可采用封印进行保护。A.2.12平均无故障时间

  流量计算机平均无故障时间(MTBF)应不小于30000h。

  A.2.13电磁干扰

  流量计算机电磁干扰方面的基本技术要求为:

  a) 应有标记或书面报告表明该仪表性能符合EMC(电磁兼容性)的要求;

  b) 流量计算机宜提供滤波电路功能组件,降低现场仪表输入信号可能存在的电磁干扰。A.2.14 环境条件

  流量计算机环境条件方面的基本技术要求为:

  a)温度:(0~40)℃;

  b) 相对湿度:5%~85%。

  A.2.15报警

  流量计算机报警方面的基本技术要求为:

  a) 至少提供流量计算机故障报警、输入信号故障报警、通信故障报警、测量值及计算过程参数 超限报警;

  b)流量计算机报警时,应提供声/光警示信号;

  c)报警记录应包括报警产生时间、报警描述等信息;

  d) 应按照时间顺序排列报警记录,存储器满后应按照先入先出原则自动溢出;

  e)所有报警记录均不可修改、删除。

  A.2.16 事件

  流量计算机事件方面的基本技术要求为:

  a) 应记录所有对计量结果有影响的参数修改情况;

  b) 记录应包括事件产生时间、事件描述等信息;

  c)应按照时间顺序排列事件记录,存储器满后应按照先入先出原则自动溢出;

  d) 所有记录均不可修改、删除。

  A.2.17校准

  流量计算机校准方面的基本技术要求为: a)宜具有维护模式,在维护模式下对流量计算机进行校准应不影响正常计量;

  b) 所有模拟输入通道均应支持校准功能;

  c) 校准功能应有权限限制。

  A.3 最大允许误差

  流量计算机主示值最大允许误差±0.05%。

  SY/T7667—2022

  附录 B

  (资料性)

  自动计量系统典型的拓朴结构

  B.1总则

  本附录给出了几种典型的自动计量系统拓扑结构。

  自动计量系统可作为SCADA/DCS系统的组成部分,也可独立运行。一般地,两种情况均设置计量管理计算机,实现计量系统专业化管理。

  B.2 连接SCADA/DCS系统的自动计量系统

  图B.1为典型连接SCADA/DCS系统的自动计量系统拓扑图。现场设备包括多计量回路的油量测量单元、检定单元与品质分析单元,品质分析采用独立单元设计。计算机控制系统包括流量计算机、PLC、 网络交换机和计量管理计算机。

  图B.1 典型连接SCADA/DCS系统的自动计量系统拓扑图

  计量计算机、标定计算机、分析计算机分别控制油量测量单元、检定单元与品质分析单元,计量计算机与流量计采用一对一配置。

  计量管理计算机、PLC经由网络交换机与各流量计算机的Ethernet(RJ-45) 接口连接,通过MODBUSTCP协议与各流量计算机进行通信。计量管理计算机读取流量计算机的计量数据,读取

  SY/T 7667—2022

  PLC的阀门状态信息(阀门未画出)。

  PLC 作为SCADA/DCS 系统的组成部分,读取流量计算机的流量、温度、压力、密度与含水等计量数据,并将数据上传至SCADA/DCS 系统。PLC 可接收SCADA/DCS 系统的数据和指令对计量系统的阀门等设备进行控制。

  自动计量系统可从SCADA/DCS系统获取系统授时,保证时间的准确性与一致性。

  图B.2 为典型的连接SCADA/DCS系统并使用质量流量计的自动计量系统拓扑图。检定单元包括在线密度计与体积管。质量流量计通过HART通信读取配套的温度、压力变送器的数据进行温度、压力修正,同时,变送器向计量计算机输出(4~2

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