石油动态计量标准综述

李建明

摘 要：阐述石油动态计量发展，分析石油计量存在的问题，进行石油计量探索，加强石油动态计量技术方面的研究。

关键词：动态;计量;标准;发展趋势

1 引言

石油计量分动态和静态两类，静态计量主要有油罐、油轮、油槽车等计量器具，动态计量相对于静态计量而言，以流量计为主。20世纪60年代后测量仪表向精密化、小型化方向发展，80年代腰轮流量计用于计量交接，目前，美国Smith刮板流量计计量性能好，准确度高，在石油计量交接中使用广泛。

2 动态计量历程

动态计量最初采用英国IP和美国API计量标准，以桶和加仑为单位，在标准温度60℉（15.56℃）密度API的计量。因为：第一、膨胀系数表示油品的受热膨胀程度;第二、油品的密度随膨胀系数的增大而变大。油品密度值直接用API度，温度直接用华氏温度参与计量，用API度和华氏温度查表得出60℉下的体积修正系數先换算至桶，再查桶/吨的换算系数换算到吨。

新中国成立后主要进口苏联的石油，废止英、美等国标准采用苏联的计量方式。1954年石油部颁布SYB2206-54《石油产品密度测定法》，引用前苏联标准ГOCT3900-47的石油温度密度补正系数（ν）。

计算公式：W=ρt×Vt

式中：W-油品重量（t或kg）;ρt-油品密度（g/cm3）;Vt-油品体积（m3）。

但：ρt=ρt'+ν×（t'-t）

式中：ρt'-测定视密度;ν-石油温度密度补正系数;t'-测定密度温度（℃）;t-油品计量温度（℃）。

在公式中ν值与ρt'相关，标准SYB2206-54的石油温度密度补正系数（ν）比标准ГOCT3900-47的值偏小，1960年修订石油行业标准时对SYB2206-60中原油的石油温度密度补正系数（ν）修正误差，并颁布GB260-64石油产品水分测定法。

即：ν=vc-0.000001×t'

式中：ν-石油密度温度补正系数;vc-石油密度温度补正系数;t'-测定试密度的温度（℃）。

1976年我国颁布SY2206-76《石油产品密度测定法》，规定20℃为标准计量温度，解决温度变化影响计量问题。

计算公式：W=ρt×Vt;ρt=ρ20-ν×（t-20）

式中：W-油品重量（kg）;ρt-油品密度（kg/cm3）;

Vt-油品体积（m3）;ρ20-油品20℃时密度（kg/cm3）;ν-石油温度密度补正系数;t-油品温度（℃）。

80年代国内石油贸易、油量计算方法与国际石油贸易出现矛盾，主要问题：

石油密度温度补正系数：国际上普遍采用英、美两国的“ASTM-IP”石油计量表中（ν）值，石油体积温度系数变化值与我国研究测定的（ν）值之间有差别。

计量温度：SY2206-76标准的计量标准温度是20℃下的体积，国际标准化组织ISO有关标准的标准温度是60℉（15.56℃）下的体积。

密度换算：英、美等西方国家及国际标准组织都将测试的试密度换算到标准温度状况下的密度值计算油量，国标SY2206-76的标准密度（ρ20）换算到实际温度下的密度（ρt）进行油量计算。

空气浮力修正：石油计量都是在空气中进行，即物质在真空中质量减去物质和砝码所受的空气浮力修正值。英、美等国及国际石油贸易组织计量均采用减空气浮力修正值，以空气中质量（或体积）表示油品质量（或体积）。

国际与国内标准比较：1980年颁布GB1884-80《石油和液体石油产品密度测定法》（密度计法）和GB1885-80《石油密度计量换算表》，油量计算公式：m=V20×（ρ20-

0.0011）或m=V20×ρ20×Fa两种计算方法，有争议时以空气浮力系数油量计算为准。

石油视密度换算表和石油单位体积质量表：新标准简化计量程序，将三次运算变成一次运算，且两表的温度间隔为0.1℃，减少温度修正。根据国标GB1884/1885-80标准编制《石油视密度换算表与石油单位体积质量表》，编制温度范围-25～90℃、间隔0.1℃和密度区间在：0.68～0.95g/cm3、间隔为0.001g/ cm3的视密度换算表。此“视密度换算表”与国标所载数值比较相差不大于±0.01%。

90年代形成现代石油动态计量方法，承认和使用国际贸易通则。

等效采用ISO91-2.1991标准：国际标准化组织（ISO）和国际法制计量组织（OIML）。美国国家标准局采用计算机技术，通过对世界上124种原油中349种油样重新测试数据，美国石油协会（API）以此为基础编制新石油计量表。即API2540/ASTMD1250/IP200“石油计量表”，简称ASTM-IP“石油计量表”新表。

新表比旧表技术精确，应用广泛。由于不同温度，估读的平均修正值引起体积有0.05%-0.1%误差，在体积上和油品特性稍有差别。新表ASTM D1250-API2540在1980年发布后，立即被国际标准化组织（ISO）全部采用，并以标准ISO 91-1发布，被大多数国家所采用。

现行标准GB/T1885-1998“石油计量表”：国标GB/T1885等效采用国际标准ISO 91-2.1991“石油计量表”;即ISO 91-1全部采用ASTM D1250-IP200“石油计量表”的内容，但ISO91-1《石油计量表》的第一部分以60℉（15.56℃）为标准温度编表，并以该表为基础编制20℃为标准温度的ISO91-2.1991标准中的“石油计量表”的内容。我国将ISO91-2.1991标准等效采用，以GB/T1885-1998“石油计量表”发布，于2000年1月份全面执行。

国标GB/T1885-1998“石油计量表”组成：

标准密度表包括：表59A-原油标准密度表;表59B-石油产品标准密度表;表59D-润滑油标准密度表。

体积修正系数表包括：表60A-原油体积修正系数表;表60B-石油产品体积修正系数表;表60D-润滑油体积修正系数表。

其他石油计量表包括：表E1：20℃密度到15℃密度换算表;E2：15℃密度到20℃密度换算表;E3：15℃密度到桶/t系数换算表;E4：计量单位系数换算表。

石油计量表：标准密度：在视密度栏中根据已知的视密度值，查找温度栏中相应的试验温度值，该视密度值与试验温度下的交差值即为该油品的密度值。如果已知视密度值正好介于视密度栏中两个相邻视密度值之间，则采用内插法进行计算标准密度，温度不用修正。

体积修正系数表：在标准密度表中查找相对应标准密度值，找到温度栏中油品是计量温度值，二者的交叉值，即为该油品由计量温度修正到标准温度的体积修正系数;如果已知标准密度介于标准密度行中两相邻标准密度之间，采用内插法求得，温度直接查表。

新标准GB/T1885-1998与标准GB/T1885-83“石油计量表”的异同点：

①相同点：都是视密度换算到标准密度表。在GB/T1885-83标准中称“石油视密度换算表”;而GB/T1885-1998标准中称“石油标准密度表”。两个标准都有：a、石油体积系数表;b、石油20℃密度与15℃密度换算表;c、15℃密度与20℃密度换算表;d、计量单位系数换算表;

②不同点：两者编表依据不同：GB/T1885-83标准中“石油视密度换算表”和“石油体积系数表”是我国有关部门对国内石油及液体石油产品试样直接测试的石油密度温度系数值编制的表，适用我国石油计量，其代表性差。

GB/T1885-1998标准是等效采用国际标准化组织ISO 91-2.1991标准，ISO91-2.1991标准全盘采用美国API 2540-

ASTM D1250标准。美国API 2540-ASTM D1250标准的石油计量表，由美国石油协会（API）用美国国家标准局采集的占世界石油产量61%的油田的试样测试数据为基础编制，该石油计量表的代表广范，通用性好。但该标准没有给出石油密度温度系数表及实际温度下样品实际密度的计算公式，使用不方便。

温度间隔差异：GB/T1885-83标准中“视密度换算表”和“石油体积系数表”温度间隔为1℃;计量时需使用内插法，较麻烦。GB/T1885-1998标准的温度间隔为0.25℃，温度值采用靠近法直接查表得出。

“石油体积系数”的表示不同。GB/T1885-83标准中称“石油体积系数”用符号“K”表示。GB/T1885-1998标准称“石油体积修正系数”用符号“Vcf”表示。

GB/T1885-83标准中“视密度换算表”和“石油体积系数表”用通用表，没有原油、液体石油产品和润滑油单独表，因此，该标准不及新标准GB/T1885-1998“石油计量表”具有科学性。

新标准GB/T1885-1998取消“石油体积温度系数（f）值的使用”，没有明确“石油真空中质量换算到空气中重量换算表，即（F）值”可否继续使用。新标准GB/T1885-1998也没有重新刊载，“15℃密度与60/60℉比重和60℉API度换算表”此点稍有欠缺。

3 计量标准应用

21世纪石油计量标准化明显提升，根据石油企业进出口贸易和国内销售计量的不同性質，通过计量数据分析，科学计量，满足计量精度要求，又投资少，且管理操作方便的计量设施和颁布新技术标准。主要在以下几个方面：

①GB/T21450-2008《原油和石油产品密度在638kg/cm3至1074kg/cm3范围内的烃压缩系数表》，标准采用国际标准化组织IOS9770：1989有关内容制定，填补国内空白，更方便计量使用;

②重修品质检验标准，GB/T8929-2006《原油水含量的测定（蒸馏法）》和GB/T1884-2009《原油及液体石油产品密度实验室测定法（密度计法）》，取代GB260《石油产品水分测定法》，使这两项标准的内容更加细化和科学;

③颁布新计量标准，主要有：GB/T17286.4-2006《液态烃动态测量体积计量流量计检定系统 第四部分：体积管操作人员指南》标准是20世纪90年代GB/T17286.1-3标准的补充，对GB/T17288-1998《液态烃体积测量 容积式流量计计量系统》和GB/T17289-1998《液态烃体积测量 涡轮流量计计量系统》这两个标准的补充和完善;GB9109.5-2017《石油和液体石油产品动态计量 第5部分：油量计算》，该标准参照IOS 4267：1988《石油及液体石油产品油量计算 第二部分;动态计量》和美国API《石油计量手册第12章油量计算第2部分，动态测量》补充完善GB/T1885-1998《石油计量表》内容，使动态计量工作操作性更强，是现行石油及液体石油产品动态油量计量公式。

即：m=Vt×Mf×Vcf×Cpi×（ρ20-0.0011）×Cw或m=

Vt×ρ20×（Cpi×Cti×Fa×Cw）。

式中：m-原油在空气中的净质量（kg）;Vt-油品累计体积（m3）;ρ20-标准密度（g/cm3或kg/m3）;Cpi-油品体积温度修正系数（kPa-1）;Cti-油品体积压力修正系数（1/℃）;Fa-油品空气浮力修正系数;Cw-原油含水系数。

Cw=1-W

式中：W-原油含水质量百分率。

其中：Cpi=1/[1-（P-Pe）×F]

式中：P-原油计量下压力（流量计表压）（kPa）;pe-原油饱和蒸气压，计算时取Pe=0。F-原油压缩系数（l/kPa）。

制定GB/T31130-2014《科里奥利质量流量计》：参照IOS790-1991《封闭管道中流体流量的测量 科里奥利质量流量计》制定。标准对于该种流量计在石油计量检定操作及油量计量发挥重要作用。由于科里奥利流量计计量原理不同于以往容积式、速度式流量计。

所以采用计量公式：m=mg×Mf×Fs或m=mg×Mf×MFs

式中：m-原油在空气中质量（kg）;Mg-原油在真气中质量（流量计示指）（kg）;Mf-流量计仪表系数;Fs-石油质量换算系数;MFs-空气浮力修正系数（无因次量）。

其中：MFs=1-ρs/ρt

式中：ρs-计量站所在地大气密度（海拔高度有关）;ρt-石油计量温度下密度（kg/m3）;该值确定方法有三种，应根据贸易交接双方签订的协议确定方法：

①取流量计指示的平均密度值;

②按ρt=ρ20-y（t-20）公式计算;

③也可用測得的标准密度（ρ20）代替。

4 石油动态计量发展

从石油静态和动态计量方式发展趋势看，动态计量方式由于自动化程度高、连续测量，准确度高，减轻计量工作环境和劳动强度，是今后研究的主要方向。

①根据油品性质，满足贸易交接要求，选择精度符合国家计量标准要求的计量设施。同时考虑油品交易场合，地点、建设投资等综合因素。在三方面：首先，标准流量装置与被检的流量计相匹配，满足流量计的检定需求;其次，考虑计量标准装置日常维护管理与运行操作;最后，掌握计量设备易损件情况及重新购置价格等问题。根据油品流量计量变化范围，安全、经济、合理地确定流量计口径及台数，留有备用设备。应实行流量计大小口径匹配，以确保流量计在最佳误差曲线范围内运行，尽量减少计量误差;

②主要方向在体积计量方法：由静态向动态的转变（如大口径原油成套仪表配在线密度计，大口径流量计实现计算机控制计量系统，应用于计量站、交接点、石油及液体石油产品的销售，进、出口贸易等）。计算方式：由系统误差到系数修正。交接方式的转变：由重量变体积计量，已体积为基本量，把含水、密度、含硫、含盐等作为质量标准，实现计量的自动化，计量管理网络信息化平台建设。

参考文献：

[1] GB/T 1885-1998.石油计量表[S].北京：国家质量技术监督局，1999.