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取消原油容積式流量計(jì)器差調(diào)整器的研究與應(yīng)用

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產(chǎn)品簡介

摘要：分析了原油外輸計(jì)量站新投產(chǎn)流量計(jì)檢定中重復(fù)性超差產(chǎn)生的原因，提出了在實(shí)行流量計(jì)系數(shù)交接計(jì)量中解決有關(guān)問題的對策，為今后修訂有關(guān)規(guī)程時(shí)，在流量計(jì)系數(shù)交接的條件下，打破基本誤差的限制提供參考

詳細(xì)介紹

關(guān)鍵字：流量計(jì) 系數(shù)交接器差調(diào)整器

0 引言

中國石化管道公司所屬的各外輸計(jì)量站，絕大多數(shù)在站內(nèi)裝有用于原油交接計(jì)量的液體容積式流量計(jì)和檢定流量計(jì)用的體積管。根據(jù)國家的有關(guān)規(guī)定，用于貿(mào)易結(jié)算的流量儀表，其準(zhǔn)確度等級應(yīng)為0.2級，即基本誤差不超過±0.2%。因此，管道公司與煉油廠交接的外輸計(jì)量站的流量計(jì)的準(zhǔn)確度達(dá)到0.2%，雙方就可以直接以流量計(jì)的指示值作為結(jié)算值。這個(gè)指標(biāo)對于外輸計(jì)量站常年輸油的單位或接油單位雙方來講，確實(shí)是個(gè)可觀的數(shù)據(jù)，影響還是很大的。為了提高交接計(jì)量的準(zhǔn)確性，盡可能實(shí)現(xiàn)靠近交接，根據(jù)中國石化集團(tuán)公司的要求和多年來部分計(jì)量站開展系數(shù)交接的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)管道公司的多數(shù)計(jì)量站已采用流量計(jì)系數(shù)法進(jìn)行原油交接。

流量計(jì)系數(shù)交接是采用流量計(jì)系數(shù)對流量計(jì)進(jìn)行修正。根據(jù)JJG667-1997《液體容積式流量計(jì)》規(guī)定，應(yīng)在不超過6個(gè)月的期限內(nèi)對流量計(jì)進(jìn)行周期檢定，檢定時(shí)如基本誤差超過±0.2%，需要調(diào)整流量計(jì)的器差調(diào)整器。在6個(gè)月內(nèi)，供需雙方每1～2個(gè)月對交接的流量計(jì)系數(shù)進(jìn)行檢定，根據(jù)前后兩次檢定的流量計(jì)系數(shù)計(jì)算出這期間實(shí)際交接的油量，并確定找補(bǔ)量。這樣的做法就解決了“±0.2%”的問題。因此，系數(shù)交接法的實(shí)現(xiàn)不僅對現(xiàn)場流量計(jì)運(yùn)行的可靠性提出要求，更主要的是對現(xiàn)場檢定流量計(jì)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)（體積管流量標(biāo)準(zhǔn)裝置）的準(zhǔn)確度、長期運(yùn)行的穩(wěn)定性提出更高的要求。

1 系數(shù)交接中對標(biāo)準(zhǔn)裝置和流量計(jì)的要求

1.1標(biāo)準(zhǔn)器

標(biāo)準(zhǔn)器一般為體積管流量標(biāo)準(zhǔn)裝置（以下簡稱體積管）。體積管是現(xiàn)場實(shí)液檢定流量計(jì)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器，其結(jié)構(gòu)為一根有一定長度且內(nèi)徑相同的圓管，其內(nèi)表面經(jīng)過精密加工后，由計(jì)量段、位移器及能精確測定位移器位置的檢測開關(guān)等組成。其原理為當(dāng)原油流經(jīng)被檢流量計(jì)和體積管時(shí)，由置換器從兩個(gè)檢測開關(guān)之間的計(jì)量段所置換出的流體體積，同流量計(jì)的指示值相比較來確定流量計(jì)各流量點(diǎn)的示值誤差和流量系數(shù)。

體積管的標(biāo)準(zhǔn)容積值是依據(jù)JJG209-1994《體積管》進(jìn)行檢定得出的。用水作為檢定介質(zhì)來確定標(biāo)準(zhǔn)段的標(biāo)準(zhǔn)容積，并將水標(biāo)體積換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下作為體積管的基本體積值。體積管經(jīng)過檢定，重復(fù)性應(yīng)優(yōu)于0.02%、準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于0.05%。體積管的檢定周期一般為三年。由于體積管準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好，檢定流量計(jì)穩(wěn)定、可靠并可實(shí)現(xiàn)在線檢定，因此在國內(nèi)油品計(jì)量中，廣泛使用其作為流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)器。

1.2流量計(jì)

現(xiàn)場使用的流量計(jì)，一般為液體容積式流量計(jì)，主要有刮板、腰輪、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)等。液體容積式流量計(jì)是利用測量元件把流動的液體連續(xù)不斷地分割（隔離）成單個(gè)的體積部分，用于計(jì)量封閉管道中滿管流的總體積量的流量儀表。流量計(jì)是依據(jù)JJG677-1997《液體容積式流量計(jì)》進(jìn)行檢定的，規(guī)定其基本誤差限為±0.2%，各流量點(diǎn)的重復(fù)性應(yīng)不超過基本誤差的1/3（0.067%）。就原油計(jì)量交接的容積式流量計(jì)，滿足現(xiàn)有規(guī)程的要求并不意味著這些流量計(jì)對交接雙方公平、合理，尤其是在實(shí)行系數(shù)交接的計(jì)量站，流量計(jì)更好的線性和重復(fù)性比起對其基本誤差的要求更為重要。比如，在一個(gè)年交接油量1000萬m3的計(jì)量站，若僅考慮基本誤差的要求，每年可能會產(chǎn)生近2萬m3的差量。若采用系數(shù)交接，就可以基本解決誤差帶來的影響，對交接雙方來說才達(dá)到了公平。

2 系數(shù)交接計(jì)量中遇到的新問題

在對新投產(chǎn)的某原油管線外輸計(jì)量站的檢定中，體積管檢定的標(biāo)準(zhǔn)體積值為2130.0767L，重復(fù)性為0.012%。流量計(jì)為DN200的Smith刮板流量計(jì)，在用該體積管多次檢定流量計(jì)的過程中，排除其它各種影響因素的情況下，重復(fù)性有時(shí)合格，有時(shí)超差。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)這臺體積管的單向標(biāo)準(zhǔn)體積值為1065L，該站流量計(jì)裝有器差調(diào)整器，其修正輸出軸每旋轉(zhuǎn)一圈排出100L，即發(fā)出1000個(gè)脈沖，但安裝的器差調(diào)整器使流量計(jì)發(fā)出的脈沖約有1/4為不均勻的。脈沖不均勻的現(xiàn)象是流量計(jì)在轉(zhuǎn)動過程中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到固定區(qū)域時(shí)，其發(fā)訊器輸出頻率加快引起的。體積管的標(biāo)準(zhǔn)體積值若是流量計(jì)修正輸出軸旋轉(zhuǎn)一圈（即100L）的整數(shù)倍，不論流量計(jì)的脈沖起始計(jì)數(shù)點(diǎn)落在哪里，每次檢定中所覆蓋不均勻脈沖數(shù)的區(qū)域也會基本接近。由于該體積管的標(biāo)準(zhǔn)體積與流量計(jì)的轉(zhuǎn)輸比為10.6倍，這就使檢定的每個(gè)行程中，覆蓋不均勻脈沖的區(qū)域也不一樣。如果每次都能覆蓋不均勻脈沖數(shù)的區(qū)域，則該流量點(diǎn)的重復(fù)性能夠滿足要求。否則，每次檢定脈沖數(shù)的差別較大，重復(fù)性很容易超出規(guī)程的要求。

現(xiàn)用不同的體積管對同一臺流量計(jì)進(jìn)行檢定，結(jié)果見表1、表2。

表1為用該站標(biāo)準(zhǔn)體積值為非100L整數(shù)倍的體積管檢定帶器差調(diào)整器流量計(jì)的結(jié)果，從中可以看出，在300m3/h流量點(diǎn)的重復(fù)性很好，而另兩個(gè)流量點(diǎn)的重復(fù)性超差。表2為用標(biāo)準(zhǔn)體積值為100L整數(shù)倍的體積管（約4000L）檢定同一臺流量計(jì)的結(jié)果。

由此可見，用不同的體積管檢定同一臺流量計(jì)出現(xiàn)重復(fù)性變化較大的原因不是流量計(jì)，而是體積管。

3解決方案

針對該站體積管標(biāo)準(zhǔn)值為非100L整數(shù)倍無法保證流量計(jì)重復(fù)性的問題，建議采取下列幾種方法：

1）去掉流量計(jì)上的器差調(diào)整器，用空器差代替，即直接用流量計(jì)系數(shù)進(jìn)行交接計(jì)量。這種方法雖然基本誤差超差，但若重復(fù)性相當(dāng)好（如上述表中不過0.022%），遠(yuǎn)好于0.067%的規(guī)定，則可采用這種方式。且去掉器差調(diào)整器后也相應(yīng)減少了影響流量計(jì)性能的因素，更有利于以后定期分析流量計(jì)的性能變化。

表3為用標(biāo)準(zhǔn)體積值為非100L整數(shù)倍的體積管檢定帶空器差調(diào)整器流量計(jì)的結(jié)果。雖然基本誤差超差較大，但流量計(jì)的線性和在每個(gè)流量點(diǎn)的重復(fù)性相當(dāng)好。

2）對體積管進(jìn)行適當(dāng)改造，在體積管的計(jì)量段加裝短管，使標(biāo)準(zhǔn)體積值是100L的整數(shù)倍（如1200L）。但這種方法實(shí)施起來相對麻煩，還要增加投資，清洗體積管并重新進(jìn)行水標(biāo)定。

3）由于流量計(jì)脈沖起始計(jì)數(shù)點(diǎn)是隨機(jī)的，可采用成組檢定的方法，即對每個(gè)流量點(diǎn)取多次（3個(gè)或更多）檢定數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為一次檢定數(shù)據(jù)，以這樣的3次數(shù)據(jù)計(jì)算流量系數(shù)及重復(fù)性。

4結(jié)論

去掉流量計(jì)上的器差調(diào)整器，在原油的交接計(jì)量中采用流量計(jì)系數(shù)交接是可行的。其實(shí)在執(zhí)行API標(biāo)準(zhǔn)的國家，大多數(shù)流量計(jì)都不裝器差調(diào)整器，基本采用流量計(jì)系數(shù)交接。由于流量計(jì)不使用器差調(diào)整器，減少了流量計(jì)內(nèi)的一個(gè)誤差來源，使得計(jì)量更加準(zhǔn)確。并且還節(jié)約了更換器差調(diào)整器的投資，也相應(yīng)省去了給器差加注潤滑油的維護(hù)工作。

由于流量計(jì)出廠時(shí)，儀表調(diào)整齒輪調(diào)整到96%，所以流量計(jì)的相對誤差δm基本上在-4.0%左右，如果不用器差調(diào)整器，流量計(jì)就不能滿足JJG677-1997規(guī)程中規(guī)定的基本誤差不超過±0.2%的要求。因此，建議在修訂規(guī)程時(shí)，考慮增加有關(guān)流量計(jì)系數(shù)交接方面的規(guī)定。比如，對實(shí)行系數(shù)交接計(jì)量的流量計(jì)，規(guī)定流量計(jì)各流量點(diǎn)的與最小誤差不超過0.3%、各點(diǎn)的重復(fù)性不超過0.05%（嚴(yán)于檢定規(guī)程中的此類要求），而不受基本誤差不超過±0.2%的局限。