國內外石油和液體石油產品動態計量系統技術要求差異性分析

大慶油田工程有限公司計量測試研究所

GB/T 9109.1—2016《石油和液體石油產品動態計量第1部分：一般原則》[1]是我國石油工業動態計量行業綱領性標準，在石油石化動態計量領域貿易交接中得到廣泛應用。國際上在石油和液體石油產品動態貿易計量技術要求方面具有代表性的現行標準主要有：國際法制計量組織OIML R117-1：2007《非水液體動態計量系統第1 部分：計量及技術要求》[2]，美國石油學會石油計量標準API MPMS 6.6：1991《管道計量系統》[3]，俄羅斯國家標準ГOCT P 8.595—2004《原油和石油產品質量測量方法的一般要求》[4]，挪威石油標準化組織的NORSOK I-105：2007《液態烴貿易計量系統》[5]，這些標準在國際上或一定區域內具有較高的權威性。本文以上述技術先進、代表性強的標準為參比對象，從計量器具配備要求等方面對GB/T 9109.1—2016標準計量技術水平進行了分析與評價。

1 計量器具配備原則

國內外主要相關標準的計量系統配備原則要求見表1。可以看出：美國石油學會、挪威石油標準化組織、俄羅斯和我國標準是基于渦輪流量計、容積式流量計、科里奧利質量流量計和時差法液體超聲流量計的液態烴貿易計量系統的技術要求；OIML R117-1：2007 標準技術要求適用于除水和低溫液體以外的所有介質，適用于任何測量原理的流量測量系統，標準適用范圍最寬；俄羅斯ГOCT P 8.595—2004 和GB/T 9109.1—2016 標準對計量系統體積或質量測量不確定度指標的要求相近，優于OIML R117-1：2007和NORSOK I-105：2007標準。

表1 計量器具配備原則要求Tab.1 Principles and requirements for measuring instruments

2 流量計

流量計是計量系統中的主計量器具，流量計的計量性能對計量站計量系統的流量測量不確定度水平起決定作用。國內外標準對流量計的技術要求見表2。可以看出：國外對流量計計量性能的要求不同于我國，NORSOK I-105 標準對流量計的計量性能要求為線性度和重復性指標，容積式流量計和渦輪流量計重復性指標優于我國流量計檢定規程要求；俄羅斯標準及西方石油公司對流量計最大允許誤差性能指標要求不同于GB/T 9109.1—2016，主要是由于流量計分級方法不同，目前我國流量計檢定規程中沒有相應的0.15 級別（除了質量流量計外）；俄羅斯標準對質量流量計最大允許誤差性能指標要求低于GB/T 9109.1—2016。

3 配套儀表及輔助附屬設備

3.1 溫度儀表

測量溫度用于體積值和密度值的修正計算時，液體溫度測量準確性會直接影響計量的準確性，溫度測量在動態貿易交接計量中是十分重要的環節。OIML R117-1：2007 對溫度儀表的性能要求如表3所示，對0.3 級管道計量系統的溫度測量儀表的要求為最大允許誤差±0.30 ℃；API MPMS 6.6的配套標準API MPMS 7 和API MPMS 12 標準要求貿易計量中，盡可能選擇較高分辨率水平的溫度測量儀表，建議溫度測量最低分度值為0.1 ℃，最大允許誤差為±0.1℃（1～100 ℃），并規定兩次測量溫度值之間的可接受誤差限為0.05 ℃（標準裝置的校準）和0.1 ℃（流量計校驗）；俄羅斯要求溫度變送器最大允許誤差為±0.2 ℃，玻璃溫度計最大允許誤差為±0.2 ℃（分度值0.1 ℃）；《挪威石油管理局規定（NPD，2001 年）》要求溫度測量儀表的不確定度限值為0.2 ℃，溫度測量回路溫度值測量不確定度限值為0.3 ℃；GB/T 9109.1—2016要求溫度變送器最大允許誤差為±0.2%，玻璃溫度計最大允許誤差為±0.2 ℃（分度值0.1 ℃）。可以看出，GB/T 9109.1—2016 和國際標準組織或國外標準的計量技術要求一樣，溫度測量儀表都要求盡可能采用高性能的溫度變送器，分辨率和重復性等指標要求都較高。

表2 國內外標準對流量計技術要求Tab.2 Technical requirements of flowmeter in domestic and foreign standards

表3 OIML R117-1對溫度壓力儀表的性能要求Tab.3 Performance requirements of OIML R117-1 for temperature and pressure instruments

3.2 壓力儀表

壓力儀表測取的參數用于油量的修正計算時，國際法制計量組織OIML R117-1：2007對壓力儀表的性能要求見表3。俄羅斯要求壓力變送器最大允許誤差為±0.5%，壓力表最大允許誤差為±0.6%；《挪威石油管理局規定（NPD，2001年）》要求壓力測量儀表的不確定度限值為0.10%，壓力測量回路壓力值測量不確定度限值為測量值的0.30%；GB/T 9109.1—2016要求壓力變送器最大允許誤差為±0.2%，壓力表最大允許誤差為±0.4%。可以看出，對用于油量的修正計算壓力儀表的要求，中國和挪威計量性能要求高，國際法制計量組織和俄羅斯要求較低。

3.3 密度測定儀表

歐美等國的油品貿易體積計量系統的密度測定主要用于油品體積的修正計算和原油品質的在線監測；我國和俄羅斯等國密度測定主要用于油質量計算，密度測量準確程度直接影響油品質量計量的準確性。俄羅斯標準要求，計量系統采用間接質量法時在線液體密度計最大允許誤差為±0.36 kg/m3，工作標準密度計最大允許誤差為±0.1 kg/m3，計量系統采用直接質量法且沒有密度核查裝置的情況下，在線液體密度計的最大允許誤差為±0.30 kg/m3；《挪威石油管理局規定（NPD，2001 年）》要求在線液體密度計不確定度限值為0.30 kg/m3；GB/T 9109.1—2016 要求在線液體密度計最大允許誤差為±0.5 kg/m3。GB/T 9109.1—2016 規定的在線液體密度計計量性能低于俄羅斯和挪威標準，這是因為其受限于我國的密度量值溯源能力。

3.4 含水測定儀表

目前，國內外在原油量貿易結算時，主要采用采樣法實驗室分析測定原油水含量，實驗室分析測定原油含水最大允許誤差為±0.1%；在線含水分析儀表通常用于監測原油品質（確保含水率不超過0.5%），測量范圍為0～5%（體積分數）時，建議在線含水分析儀最大允許誤差為±0.1%。俄羅斯、挪威和API標準或技術報告對含水測定儀表計量性能要求與GB/T 9109.1—2016相同。

3.5 取樣裝置

取樣是以實驗室分析為基礎的，主要是為了取得有代表性樣品，以準確分析密度、含水等參數。使用原油管線自動取樣器采集的樣品更具有代表性，國外計量站普遍建議采用管線自動取樣器取樣。GB/T 9109.1—2016 要求，當管輸油品為均勻流體，其組成和品質不隨時間發生明顯變化時，可采用手工取樣法，否則應采用自動取樣器連續取樣法。

3.6 流量計算機（或積算儀）

流量計算機廣泛用于石油和液體石油產品貿易計量系統，其準確與否直接關系到貿易的公平性。API MPMS 6.6 的配套標準API MPMS 21.2《用電控測量系統進行液體流量測量》[10]，為動態測量液態烴電控系統有效使用提供了指南，采用API系列標準的北海石油公司等多數西方石油公司要求由信號采集、數據轉換修約、計算導致的最大允許誤差為±0.05%；俄羅斯標準要求信息處理系統的最大允許誤差為±0.05%；《挪威石油管理局規定（NPD，2001 年）》要求流量計算機因計算導致的不確定度限值為0.000 1%；GB/T 9109.1—2016 要求流量計算機（或積算儀）的最大允許誤差為±0.05%。可以看出，國內外對流量計算機性能、技術要求的表述方法存在差異，GB/T 9109.1—2016與俄羅斯標準對流量計算機性能要求一致。

4 標準裝置

國內外相關標準要求動態計量站盡可能安裝在線檢定或校驗系統，體積管是被用戶廣泛使用的標準裝置。GB/T 9109.1—2016 與國際標準化組織、美國石油學會對體積管技術要求基本一致：重復性應優于0.02%，復現性應優于0.05%，脈沖計數系統的最大允許誤差為±0.01%。一些西方石油組織或公司對體積管的計量性能提出了更高要求，如《挪威石油管理局（NPD，2001 年）》要求體積管的體積測量不確定度為0.04%（全部4 個容積值），脈沖計數系統的不確定度為0.001%。

5 結論

（1）GB/T 9109.1—2016 標準提出的石油和液體石油產品動態貿易計量系統計量器具配備水平和一致性方面與國外技術水平同步，基于標準提出的計量器具配備方案計量站計量系統凈油標準體積擴展不確定度指標（0.25%，k=2）達到國際先進水平。

（2）GB/T 9109.1—2016 標準可促進國內石油和液體石油產品動態計量工作與國際接軌，為涉外貿易交接計量協議簽訂、工程設計及運行糾紛處理過程等工作提供指導和技術支撐，更好地維護我國企業的利益。

（3）GB/T 9109.1—2016 標準要求的在線液體密度計儀表性能與國外先進水平存在差距，在線液體密度計技術應用水平主要受制于目前的密度量值溯源能力，隨著密度量值溯源能力改善，計量系統的凈油表觀質量不確定度指標還將提高。