1、精密配输系统工艺流程
  临邑站精密配输系统主要设备包括：4台给油泵机组（两用两备），分别将胜利和进口原油抽至外输泵的进口汇管内进行混合；4台气动调节阀，用于各线小流量油品的调节；10台超声波流量计，其中给油泵出口汇管2台（仅用于计量），各线胜利油和进口油各1台（计量和调节作用）；在线含硫分析仪2台，用于实时检测进口油和胜利油含硫量；变频调节装置3套，其中大泵配套1套，小泵各配套1套，用于平衡、调节给油泵压力、流量。
临邑站原油精密配输工艺功能齐全、流程简单（图1），其中东临线来油是纯进口油，东临复线来油是胜利油田油。该流程既可以满足来油先储存、后外输的需要，也可以实现边进边输的旁接罐运行方式，满足多出口不同比例原油混合外输的需要。

2、超声波流量计的组成与计量原理
2.1超声波流量计的组成
  临邑站精密配输系统的超声波流量计选用管道式三声道超声波流量计，其主要由信号转换器和流量传感器组成（图2）：信号转换器的作用是放大、过滤测量信号（分辨噪音），将测得的信号转变为流速、体积流量、质量流量、累计流量、声速等；流量传感器采用石英材料制成的压电原件作为换能器，传感器的测量管没有插入部件和
可动部件，内径与原油管道相同。超声波流量计的优点是无堵塞、无压损、无磨损、无需重新校验、双向测量、寿命长以及可靠性高。

2.2时差法测量原理
  超声波流量计的测量原理（图3，其中D为原油管道管径）是基于时差法来测量：在被测管道上、下游安装有超声换能器A和B，这2个换能器交替发射和接收超声波信号；声波在一个斜对角的路径上发射和接收，顺流而下的声波比逆流而上的声波速度要快。
声波顺流而下（换能器A到B）的传输时间：

式中：L为声程长度，m；V为介质流速，m/s；C为介质中的声速，m/s；
声波逆流而上时（换能器B到A）的传输时间：

由于声速远远大于液体流速C＞＞V，因此，声波顺流、逆流的时间差为：

可见，当声速C确定，只需求得时间差，就可以得到介质的流速：

原油管道内流体的流态可以分为层流和紊流，而单声道测量求出的是声路上的平均线速度。为了求出流量，仅有平均速度是不够的，必须知道流速在横截面上的分布曲线，为此可以在管壁上安装多对换能器，每对换能器声束所在平面与管道轴线相互平行，且每对换能器的测量原理和单通道基本相同，利用每个声道测得的数据近似求出横截面上的分布曲线，进而求出平均每面的速度和流量。与单声道相比，由于三声道每一路超声波都是经过管壁的3次反射回到同侧的探头，这样不仅可以延长声程，而且可以得到三个声道测量的平均值，使测量更精确（表1）。为了更准确地确定流速的分布情况，还可以采用四、五声道等。

表1 不同声道超声波流量计计量结果的对比

受雷诺数影响程度			对于非轴对称的流体的敏感度			有无冗余测量声道			误差
单声道	三声道	五声道	单声道	三声道	五声道	单声道	三声道	五声道	单声道	三声道	五声道
受影响较大	<0.5%	不受影响	较敏感	对于非轴对称的流 态进行补 偿、修正	对非轴对称流态及 漩涡进行 修正	无	有	有	±1%（在过渡区达 33%）	<±0.5%	<±0.15%

3、计量误差及其原因
  临邑站精密配输系统共有10台超声波流量计，其中胜利油和进口油给油泵出口汇管各1台，分别用于外输胜利油和进口油的计量；鲁宁、临济、临濮、临沧胜利油和进口油支管各1台，用于计量和调节。所有流量计均按照说明书进行了正确的安装，为了达到指定的精度，安装入口段直管段长度远远大于10×DN（DN＝流量计尺寸），出口段直管段长度远远大于5×DN。临邑站精密配输系统自2008年6月26日投产以来，进口油所在各支管、临济胜利油支管、临濮胜利油支管、临沧胜利油支管和进口油给油泵出口汇管的超声波流量计（共8台）基本达到了预定的精度，平均误差<±0.5%，给精密配输系统的计量和调节带来了很大便利。但是，胜利油给油泵出口汇管和鲁宁胜利油支管的超声波流量计却表
现出了较大误差，且计量精度极不稳定，尤其是随着胜利油温度不同，其计量差异更大。当胜利油边进边输（管道油温一般超过38℃）时误差较小；东临复线（胜利油田来油）停输，完全从罐中抽油（罐中油温远低于38℃）时，误差大到无参考价值，有时胜利油汇管流量直接无法显示；东临复线停输，冬季站内管道启用蒸汽伴热时误差较不伴热时小得多。由此，可得出其计量误差的基本规律：油温高时误差较小，油温低时误差变大，其中油温低于37℃时，误差最大，且不稳定。
选取某一时刻精密配输参数动态数据（表2，当天化验胜利来油温度为39.5℃，鲁宁外输油温为39℃），该时刻临沧线停输，临濮线输纯进口油，鲁宁线外输胜利油︰进口油的体积分数比为8.40︰1，临济线外输胜利油︰进口油的体积分数比为0.23︰1。根据表2，计算得出：各支管进口油计量误差和进口油汇管流量计量误差平均为0.45%，各支管进口油总流量误差和进口油汇管总流量误差平均为0.41%，均小于超声波流量计的指定误差±0.5%，精确度很高；各支管胜利油流量的和︰胜利油汇管流量为0.9501，误差为4.99%。

表2 精密配输参数动态表

管道名称	瞬时流量/（m3﹒h-1）	投产以来总流量/m3
胜利油汇管	1 640.5	71 305 448
进口油汇管	919.6	50 607 600
鲁宁线胜利油	1 480.7	91 206 576
鲁宁线进口油	175.0	9 048 199
临济线胜利油	77.9	3 386 048
临济线进口油	334.6	10 117 795
临沧线胜利油	0.0	4 743 243
临沧线进口油	0.0	15 040 955
临濮线胜利油	0.0	33 494
临濮线进口油	418.3	16 814 052

  不同批次油品黏度稍有差异，但总体上进口原油黏度都很低（表3）；胜利原油黏度都较大，且油品黏度随温度降低增加很快（表4）。进口油在正常输送条件下的计量都很精确，与温度和输量关系不大；小管径输送的胜利油计量误差也比较小；但是，大管径输送的胜利油低于38℃时，计量误差非常严重。由于雷诺数是流体流动中惯性力与黏性力比值的量度，所以通过雷诺数来寻找超声波流量计误差的原因。

表3 不同油温时进口原油流变性测试数据（密度 863 kg/m3）

油温/℃	油品黏度/（mPa﹒s）
7.0	27.9
10.0	24.9
12.0	22.6
15.0	18.9
20.0	15.3
25.0	12.4
30.0	10.2
35.0	9.14
40.0	8.24

表4 不同温度时胜利原油流变性测试数据（密度925.3 kg/m3）

油温/℃	剪切速度/s-1	黏度/（mPa﹒s）
20.0	20.0	1 475
23.0	20.0	1 098
26.0	20.0	752
29.0	20.0	471
32.0	—	343
35.0	—	266
40.0	—	187
50.0	—	101
60.0	—	64.8

  根据表2～表5，由Re=4Q/πdv（其中v为油品的运动黏度，m2/s；Q为油品在管路中的流量，m3/s）可计算求得各管道的雷诺数（表6）。如果胜利油温低于38℃很多（如32℃），计算求得鲁宁胜利油支管和胜利油汇管的雷诺数（表7）。一般来说，当Re＜2000，为层流区；当2000＜Re＜4000，为过渡区（不确定区）；当Re＞4000为紊流区。由此可知，进口油汇管和支管油流基本呈紊流状态；胜利油低输量、小管径的如临济支管油流基本呈层流状态；胜利油高输量、大管径的如胜利油汇管和鲁宁胜利油支管基本处于过渡区。可见，三声道的超声波流量计还是受流态影响的，尤其是过渡流态影响还是很大的。由于不同批次的原油黏度、温度、密度等参数不同，雷诺数不同，超声波流量计的计量精度也会有很大不同。可见，超声波流量计的误差主要与油品、温度和输量（或管径）有关。

表5 超声波流量计所在管道相关参数

管道名称	管径/mm	管道壁厚/mm
胜利油汇管	711.0	6.4
进口油汇管	610.0	6.4
鲁宁胜利油	711.0	6.4
鲁宁进口油	323.9	4.0
临济胜利油	219.0	4.0
临济进口油	273.1	4.0
临沧胜利油	219.0	4.0
临沧进口油	273.1	4.0
临濮胜利油	219.0	4.0
临濮进口油	273.1	4.0

  表6 超声波流量计所在管道雷诺数

管道名称	雷诺数
胜利油汇管	4 112
进口油汇管	8 823
鲁宁胜利油	3 712
鲁宁进口油	13 634
临济胜利油	646
临济进口油	7 234
临濮进口油	9 044

 表7 超声波流量计输送胜利油管道的雷诺数

油温/℃	管道	雷诺数
32	胜利油汇管	2 241
	鲁宁胜利	2 023
	临济胜利	352

  目前临邑站针对鲁宁线外输量计量误差大的问题，采取的措施是利用管道来油量与库存量进行反复估算，工作量大，而且估算也存在一定的误差。由于ABG仪表集团生产的五声道超声波流量计的计量精度完全不受雷诺数的影响，因此，如果条件许可，建议将胜利油给油泵出口汇管、鲁宁线外输支管上的超声波流量计换成五声道超声波流量计。