SY/T 7886-2025 石油和液体石油产品动态计量 在线密度测量技术要求

ICS 75-010 CCS E 98

中华人民共和国石油天然气行业标准

SY/T 7886—2025

石油和液体石油产品动态计量在线密度测量技术要求

Dynamic measurement of petroleum and liquid petroleum products technical requirements for on-line density measurement

2025-12-18发布 2026—06-18实施

国家能源局发布

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 总体要求 2

5 设计安装 2

5.1 仪表选用 2

5.2 系统设计 2

5.3 安装 3

6 运行和维护 4

6.1 总则 4

6.2 投运前检查 4

6.3 运行中维护 4

6.4 停运与再启用处理 4

6.5 周期性维护 4

7 现场核查与校准 5

7.1 总则 5

7.2 现场核查方法与要求 5

7.3 现场核查结果超差处理 5

7.4 校准 6

附录A(资料性)振动管密度计与质量流量计的密度测量原理及应用场景 7

附录B(资料性)密度旁路测量单元工艺流程示意图 9

附录C(规范性) 振动管密度计温度与压力修正系数计算方法 10

I

前言

本文件按照GB/T 1.1—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：大庆油田设计院有限公司、东北石油大学、中国计量科学研究院、艾默生过程控制有限公司、青岛澳威流体计量有限公司、中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司、国家管网集团北方管道有限责任公司郑州输油气分公司。

本文件主要起草人：张学腾、韩春红、罗再扬、王勇、王春艳、陈亮、张竟月、南铃铃、刘凯、 张峻峰、李春、王秋红、王泽来、肖桂丹、朱安庆、刘蕾。

Ⅱ

1 范围

本文件规定了在线密度测量仪表用于石油和液体石油产品密度测量时的设计安装、运行和维护、 现场核查与校准等方面的技术要求。

本文件适用于石油和液体石油产品动态交接计量系统中使用振动管密度计或科里奥利质量流量计 (以下简称“质量流量计”)进行在线密度测量。非动态交接计量系统的在线密度测量可参照使用。

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/T 1884 原油和液体石油产品密度实验室测定法(密度计法)

GB/T 4756 石油液体手工取样法

GB/T 9109.1 石油和液体石油产品动态计量第1部分：一般原则

GB/T 27867 石油液体管线自动取样法

JF 1229 质量密度计量名词术语及定义

JJF 2164 在线振动管液体密度计校准规范

NB/SH/T 0874 原油和液体石油产品实验室密度测定称量式数显液体密度计法

SH/T 0604 原油和石油产品密度测定法( U形振动管法)

3 术语和定义

JJF 1229界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

振动管密度计 oscillation-tube densimeter

用于进行测量液体密度的仪器，当液体充满密度计中的振动管时，管的振动频率发生变化，仪器根据测得的频率变化计算得出液体的密度。

注：振动管密度计与科里奥利质量流量计均采用振动管作为核心传感元件，其密度测量原理见附录A。

[来源：JJF 1229—2021,4.39,有修改]

3.2

密度旁路测量单元 density bypass measurement unit

通过分流装置将部分具有流动代表性的介质导入并联测量回路，经密度测量后返回原计量主管路的独立测量单元。该回路通常由过滤器、振动管密度计、泵、阀门等组成。

1

注1:密度旁路测量单元可与其他油品物性分析仪表共同构成计量系统品质分析单元，行业内通常称为“分析小屋”或“分析橇”。

注2:在使用体积管配套振动管密度计对质量流量计流量参数进行检定或校准时，也常采用密度旁路安装方式。

4 总体要求

4.1 密度测量仪表的设计应符合所在站场安全和环境保护的相关要求。

4.2 石油和液体石油产品动态交接计量系统中密度测量仪表的最大允许误差应符合GB/T9109.1 的规定。在使用体积管对质量流量计流量参数进行检定或校准时，密度测量仪表的最大允许误差应优于 ±0.2 kg/m³。

4.3 密度测量仪表应校准且满足要求后才能使用。

4.4 密度测量仪表具体安装方式和位置应根据介质特性、测量代表性及维护便捷性等因素确定。

4.5 在不影响操作和测量准确度的前提下，应结合实际地理环境与气候条件确定密度测量仪表安装于室内或室外。

5 设计安装

5.1 仪表选用

密度测量仪表的选用应满足下列要求：

a) 口径应根据流量范围和允许压力损失确定;

b) 工作温度范围易保证介质温度高于其浊点3℃或高于倾点20℃,且不超过其气化温度;

c) 标称压力应不低于最大工作压力的1.5倍，在最大流量下密度测量仪表及辅助设备的压力损失应满足工艺系统要求;

d) 应根据被测介质的腐蚀性、磨损性和清洁度选择适宜的振动管材质，确保材质与介质兼容;

e) 应具备温度和压力补偿功能;

f) 宜具备标准密度直接输出功能;

g) 宜具备自诊断功能，能够对管壁沉积、传感器异常等状态进行报警;

h) 密度测量仪表输出至流量计算机(或流量积算仪)的信号应为频率信号或数字信号，输出参数应包括但不限于：周期/频率、温度、驱动增益、线圈电压等;

i) 密度测量仪表或其数据采集系统应具有事件记录、报警记录及防篡改功能，数据存储时间不少于1年。

5.2 系统设计

5.2.1 系统配置

密度测量仪表测量系统配置应满足下列要求：

a) 密度旁路测量单元可独立设计，也可与流量计量系统合并设计;

b) 独立设计时，密度旁路测量单元应构成一套完整系统，宜采用橇装式结构，密度旁路测量单元工艺流程示意图见附录B;

c) 合并设计时，密度测量仪表及取样器的安装位置应满足测量代表性要求;

d) 采用振动管密度计测量油品密度时，宜配置备用仪表;

e )公称直径大于DN50的工艺管道，振动管密度计宜采用密度旁路安装方式;

f) 应设计独立的仪表支撑结构，管道支撑应靠近进出口法兰(2～10倍管径处),并固定在共同

2

结构基础上，不应用仪表本体支撑管道。

5.2.2 设计安装位置

密度测量仪表的设计安装位置应满足下列要求：

a) 主管道安装时，宜安装在流量计下游，位于流量计出口与下游控制阀之间，并尽量靠近流量计;

b) 密度旁路测量单元的设计安装位置应确保其不会对主管道流量计测量造成干扰;

c) 应避免因旁路进出口压差过小或油气聚集导致密度测量不具代表性或不稳定;

d) 应远离机械振动源与大功率电动机、变压器等电磁干扰源;

e) 应避开膨胀节附近位置。

5.2.3 工艺与流体条件

工艺与流体条件设计应满足下列要求：

a) 振动管密度计宜垂直安装，介质流向自下而上;

b) 密度旁路测量单元与计量主管道之间的连接管路应尽可能缩短，连接管长度不宜超过2m;

c) 应确保密度测量仪表测量管始终充满流体，运行介质流速宜控制在0.3m/s～1.5m/s;

d) 应在密度测量仪表出口侧保持足够背压，最小背压按公式(1)计算：

P.=2△p+1.25p ………… ………………………(1)

式中：

P. ——最小背压(表压),单位为帕( Pa);

△p——最大工作流量下密度测量仪表的压力损失，单位为帕( Pa);

Pe——被测油品在工作温度下的饱和蒸气压(绝压),单位为帕( Pa)。

5.2.4 配套设备

配套设备设计应满足下列要求。

a) 应为密度测量仪表配套设计安装温度变送器和压力变送器，其配置应符合GB/T 9109.1的规定。

b) 宜在密度测量仪表上游管道加装过滤器和消气器。

c) 取样器的配置应符合GB/T 9109.1的规定。手工取样装置的设计与安装应符合GB/T 4756的规定，自动取样器的设计与安装应符合GB/T 27867的规定。采用自动取样器时，应同时就近设置手工取样点。

d) 密度测量仪表的进口和出口处宜设置清洗与排污管路。

5.2.5 环境条件

环境条件设计应满足下列要求。

a) 室外安装时，密度测量仪表及附属管道、设备应采取保温隔热措施。密度测量仪表的保温隔热措施应与上下游管道保持一致。

b) 保温隔热措施不应妨碍仪表的正常拆卸。

5.3 安装

密度测量仪表的安装应满足下列要求。

3

a) 安装前应确认工艺管道流体设计流向，并保证仪表壳体上的流向标识与其一致。

b) 安装时应确保仪表法兰面与管道法兰平行、中心对中，不产生附加管道应力。

c) 所有与工艺管道连接的法兰及仪表的电气接口螺纹连接部位应紧固可靠。法兰紧固宜使用扭矩扳手按制造商要求的扭矩值进行，电气接口的紧固应确保密封完整且机械连接可靠。

d) 安装过程中应评估振动风险，对高风险位置采取安装专用卡箍、支撑或柔性连接等减振措施。

6 运行和维护

6.1 总则

应制订并实施密度测量仪表的运行维护规程，明确投运前检查、运行中维护、停运与再启用处理及周期性维护等要求，保证管道系统长期运行的准确性、可靠性与安全性。

6.2 投运前检查

6.2.1 新建或改造工艺管道系统投运前，宜在密度测量仪表安装位置处预先安装短接管段替代，待管道充分冲洗并确认无焊渣、铁屑等杂质后，再安装仪表正式投入运行。

6.2.2 密度测量仪表投运前应完成计量功能确认，核验仪表系数、温度与压力补偿参数等组态设置的准确性。

6.2.3 密度测量仪表首次引入介质时，应缓慢开启阀门，控制介质充入速率，防止发生水击或压力冲击对传感器造成损坏。

6.3 运行中维护

6.3.1 应持续监控密度测量仪表工作运行状态、自诊断信息及计量性能，确保其处于正常工作状态。

6.3.2 应确保测量管始终充满介质，及时排除管内气泡，防止发生气蚀或气液两相流现象。

6.3.3 应控制工艺运行条件，避免发生剧烈压力波动或管道机械振动。

6.3.4 应根据介质特性及密度测量仪表自诊断状态提示，定期对测量管进行清洗，防止结垢、结蜡或积污影响测量准确性。

6.3.5 主工艺管线进行清管操作时，应关闭密度旁路测量单元的进出口阀门实现有效隔离，避免清管杂质冲击传感器或造成系统憋压。

6.4 停运与再启用处理

6.4.1 计划性停运或非计划性维护时，应对密度测量仪表及配套管路进行吹扫和清洗，特别是对于易凝结、腐蚀性或高黏度介质。

6.4.2 再次启用前，应检查并清洗过滤器、泵及流量计等设备，确认状态正常后方可投运。

6.5 周期性维护

6.5.1 应结合密度测量仪表运行时间、工况变化及历史维护记录，制订周期性维护计划。内容宜包括但不限于：清洗、电气测试与性能状态核查等。

6.5.2 应定期检查密度测量仪表保温及伴热设施的状态，确保其完好有效，避免因温度测量失准引起密度补偿误差。

6.5.3 应定期检查密度测量仪表的紧固件、密封件及电气连接等部位，发现螺栓松动、垫片老化或电缆破损时应及时紧固、修复或更换。

4

7 现场核查与校准

7.1 总则

为确保密度测量仪表在运行期间持续保持计量准确性，应建立并实施定期现场核查与实验室校准制度。现场核查可采用下列方法：

a)基于仪表智能诊断的状态监测法;

b) 取样实验室分析比对法;

c) 便携式密度计现场取样比对法。

应根据仪表使用工况及计量协议要求，制订相应的核查方案，核查周期可根据实际需要确定，但不宜超过1个月。

7.2 现场核查方法与要求

7.2.1 基于仪表智能诊断的状态监测法应满足下列要求：

a) 对具备自诊断与状态监测功能的密度测量仪表，应利用其工作状态、报警信息及诊断数据 (如管壁沉积报警、传感器异常等)进行日常运行符合性评估;

b) 宜建立仪表健康状态档案，定期记录并分析诊断信息，实现仪表性能趋势预测及预防性维护;

c) 当诊断提示异常时，应及时采取相应措施进行验证或处理，必要时结合其他核查方法进一步确认仪表准确性。

7.2.2 取样实验室分析比对法应满足下列要求：

a) 应使用符合GB/T 4756的手工取样或符合GB/T 27867的自动取样方式获取代表性样品;

b) 取样时应同步记录密度测量仪表的瞬时密度、温度及压力值;

c) 样品密度测定应在实验室按GB/T 1884、SH/T 0604、NB/SH/T0874的规定方法执行;

d) 实验室测定的标准密度与密度测量仪表测得的标准密度值的偏差，应符合交接计量协议或 GB/T 9109.1规定的最大允许误差。

7.2.3 便携式密度计现场取样比对法应满足下列要求：

a) 可使用准确度等级符合要求的便携式称量式数显液体密度计或其他便携式标准密度测量装置进行现场比对;

b) 便携式密度计应定期校准，使用时需严格遵循操作规范;

c) 现场取样及测定过程应减少环境及操作引入的误差。

7.2.4 核查方法的应用应满足下列要求：

a) 以上核查方法可组合使用或根据实际情况单独使用;

b) 现场快速比对宜采用便携式密度计法，周期性核查宜采用智能诊断与取样实验室分析相结合的方式;

c) 所有核查数据、结果及处理过程应记录并存档。

7.3 现场核查结果超差处理

7.3.1 超差判定准则

现场核查中，宜以最大允许误差作为密度测量值超差的判定依据。最大允许误差的确定遵循以下优先级：

a) 首先采用交接计量协议中双方约定的密度测量仪表的最大允许误差;

5

b) 无协议约定，密度测量仪表的最大允许误差应符合GB/T 9109.1的规定。

7.3.2 超差处理流程

当核查结果表明密度测量值超出最大允许误差时，按以下流程处理。

a) 记录超差发生时间、偏差幅度及对应工况条件(包括温度、压力和流量等);对自超差发现时起至仪表修复或确认准确期间的计量数据作标记，并评估其有效性。若正处于交接计量期间， 应按照交接计量协议要求处理;协议无规定时，密度测量仪表宜进行离线校准。

b) 应结合仪表智能诊断信息、近期运行记录与工况变化分析超差原因，根据调查结果采取相应纠正措施，如清洗传感器、更换部件、检查接线、重新设定参数等。

c) 采取纠正措施后，应依据7.2的规定方法(宜优先采用取样实验室分析比对法)对仪表重新核查，以验证准确性是否恢复，核查结果应经交接双方共同确认。

7.4 校准

7.4.1 振动管密度计的校准方法及复校时间间隔应符合JJF 2164或交接计量协议约定。

7.4.2 密度测量仪表进行可能影响计量特性的维修后，应重新进行校准，满足要求并经确认后方可再次投入使用。仅涉及外部清洗、安装紧固、接线等不影响计量特性的维护操作时，可通过现场核查验证其准确性。

注：可能影响其计量特性的维修作业包括但不限于：传感器本体焊接类结构维修、更换传感器内部驱动系统、更换采样部件、更换传感器内部温度传感器元件等。

7.4.3 若被测介质的工况发生较大变化且可能影响计量性能时，应评估其对仪表准确度的影响，必要时重新校准。工况较大变化包括但不限于以下情况：

a) 介质性质的显著改变，如被测介质更换或密度、黏度等发生较大变化，与前次核查时密度偏差超过10%;

b) 操作温度长期运行值与校准温度发生显著变化，超出仪表温度补偿范围，或出现管道结蜡等改变测量管固有质量等情况;

c) 操作压力长期运行值与校准压力发生显著变化，且超出仪表压力补偿范围;

d) 发生可能引起机械损伤或零点漂移的异常工况，如水击、过压冲击或剧烈振动等;

e) 仪表读数出现持续且无法解释的漂移，在介质性质稳定的情况下经现场核查漂移量超出最大允许误差1/2。

注：仪表漂移的常见原因包括但不限于：

a) 安装应力变化;

b) 油品重组分析导致管壁结蜡;

c) 轻组分析出引发不满管;

d) 测量管腐蚀或磨损。

7.4.4 校准后若需调整仪表系数，应经交接双方共同确认。

7.4.5 振动管密度计温度与压力修正系数的确定见附录C。

6

附录 A

( 资料性)

振动管密度计与质量流量计的密度测量原理及应用场景

A.1 概述

本附录阐述了振动管密度计与质量流量计在液体密度测量方面的基本原理与典型应用场景，为用户根据实际计量需求合理选型与应用提供技术参考。振动管密度计与质量流量计虽均具备在线密度测量功能，但其设计目标与系统功能存在差异，在实际应用中应结合具体需求进行选择。

A.2 工作原理

振动管密度计与质量流量计均以振动管作为核心传感元件，其密度测量功能基于同一物理原理： 振动系统的谐振频率与管内流体密度之间的对应关系。

振动管作为一种弹性元件，对外力作用下的变形产生抵抗，其特性可类比于弹簧。振动管与管内流体共同构成一个振动系统，该系统具有特定的固有频率。对于结构及材料确定的振动管，其刚度系数与自身质量为定值。当管内充满流体时，系统总质量等于振动管质量与流体质量之和，流体质量可表示为流体密度与体积之积。该振动系统的谐振频率与系统刚度及总质量之间的关系可表达为：

 

………………………………

(A.1)

f— 振动管的谐振频率，单位为赫兹(Hz);

k——振动管刚度系数，单位为牛顿每米(N/m);

M——振动管质量，单位为千克(kg);

p——流体的密度，单位为千克每立方米(kg/m³);

V——振动管内部被流体充满的固定容积，单位为立方米(m³)。

由公式(A.1)可知，对既定传感器(k、M、V确定),谐振频率f仅随流体密度p变化。密度升高时，系统总质量增大，谐振频率降低;密度降低时，谐振频率升高。

因此，振动管密度计与质量流量计均通过检测振动管的谐振频率f(或振动周期T,其中T=1/f) 来计算流体密度。实际应用中，通过校准拟合如下形式的经验公式：

p= AT²+B或p=D₀+D₁T+D₂T (A.2)

式中A、B、D₀、D₁、D₂为通过校准确定的仪表系数。

A.3 应用场景

A.3.1 振动管密度计的应用

振动管密度计作为一种专用密度测量仪表，适用于高准确度、连续监测密度的场景，典型应用包括：

a) 交接计量：作为密度传感器与体积流量计(如金属刮板、涡轮、超声流量计)配套使用，用于原油、成品油等石油化工产品管道输送及厂际交接计量，将工况体积流量转换为标准体积

流量或质量流量;

b) 量值溯源：在体积管检定系统、标准表法流量检定或校准装置中，作为在线密度标准器，为流量仪表的检定提供实时、准确的密度标准值;

c) 过程质量控制：用于石油化工生产过程中反应产物浓度、分离界面、调和组分等环节的在线密度监测与控制。

A.3.2 质量流量计的应用

质量流量计作为一种多参数测量仪表，可同步、直接测量流体的密度与质量流量，适用于以下计量场合：

a) 交接计量：应用于成品油、液化石油气、液化天然气、化工产品等以质量结算的场合，简化计量系统，实现质量流量与密度的同步测量;

b) 装车/装船计量：在铁路罐车、汽车油罐车发油台及码头油轮装卸作业中，实现高效、准确的质量装车与卸船，同步监测密度以保障产品品质，为贸易结算提供可靠依据;

c) 企业内部计量与管理：用于石化企业内各装置、储罐间物料转移的质量平衡核算、产品品质监测、成本控制与库存管理。

8

附录 B

(资料性)

密度旁路测量单元工艺流程示意图

密度旁路测量单元工艺流程示意图见图B.1。

标引序号说明：

1 — — 截断阀;

2 ——压力表; 3——过滤器;

4 — — 泵;

5 ——止回阀;

6——压力变送器;

7——温度变送器;

8——振动管密度计;

9——取样装置;

10——流量计(可选); 11——计量主管路。

图B.1 密度旁路测量单元工艺流程示意图

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附录 C

(规范性 )

振动管密度计温度与压力修正系数计算方法

C.1 概述

本附录规定了振动管密度计温度与压力修正系数的测量与计算方法，用于对仪表进行校准和参数修正，以确保其在不同工况下的测量准确性。本附录主要技术内容依据JJF 2164制定。本方法适用于振动管式密度计在线计量校准。除本附录规定方法外，也可依据仪表制造商提供的规范执行，但需在校准报告中予以说明。

C.2 测量步骤

C.2.1 温度修正系数测量步骤

选择至少3种校准介质，在(10～50)℃分别进行恒温控制。待液体温度稳定性达到±0.02 ℃ 时，记录振动管密度计振动周期T,并同时记录振动管密度计进口端与出口端温度计示值tn、tt。同时采用台式振动管液体密度计或一等标准密度计组，在与上述相同温度条件下测量液体密度参考值 P., 使用一等标准密度计组时，应记录液体实际温度tr。

C.2.2 压力修正系数测量步骤

选择至少2种校准介质，充满被校振动管密度计，并排除管路内的空气。在选定的压力范围内均匀选取至少5个压力点，使用压力校验仪逐点加压。待输出信号稳定后，记录振动周期T,及液体温度值t,整个压力系数测量过程中温度波动应不大于0.1℃。

C.3 计算方法

C.3.1 振动管密度计系数计算

将20℃下不同校准介质密度pa及其对应的振动管密度计输出周期信号T组成如下方程组，采用最小二乘法求解振动管密度计系数k,(i=0、1、2)。

p=k₀+k₁T+k₂T …………………………… (C.1)

Pa=F(T₁,k,) …………………………………(C.2)

Pa=F(T₂,k,) ……………………………………(C.3)

P:=F(T, k) ………………………………… (C.4)

C.3.2 温度修正系数计算

将不同温度下测量的校准介质密度Pu、液体温度t及相应的振动管密度计输出周期信号T,构成

10

如下方程组，采用最小二乘法计算温度修正系数K

Pr=S(Ta,t,k,K.) (C.5)

Prz=S(Ta,t₂,k,K,) (C.6)

.

P₁= S(T₃,t, k, K,) ……………………………… (C.7)

C.3.3 压力修正系数计算

将不同压力和温度组合下测得的校准介质密度Pmk、体温度tm、压力P及相应的振动管密度计输出周期信号Tn,构成如下方程组，采用最小二乘法计算压力修正系数K

Pμɪ=D(Tp,tp,P₁,k,K,K ) ………………………… (C.8)

Pa₂=D(Tme,t₂2,P₂,k,K,K₄) …………………………(C.9)

… …

PpK=D(Tpk,tpk,Pk,kj,K,K甲) ……………………… (C.10)

C.3.4 若振动管密度计制造商提供了专用的密度计算公式，也可依据该公式形式，采用最小二乘法拟合各项系数。