潘衛(wèi)東　高飛青

(蘭州石化公司計量部，蘭州 730060)

0　引言

蘭州石化公司進出公司的管輸油品計量，采用了大量的流量計，原油一般采用容積式的刮板流量計，成品油采用質量流量計。為了對廠內部各裝置進行考核，各裝置也配備了大量的各種類型的流量計，流量計計量系統(tǒng)的準確度直接影響到公司的經濟效益和生產管理的正常進行，在流量計的應用過程中，積累了一些提高流量計系統(tǒng)準確度的措施。

1　流量計系統(tǒng)準確度的來源

根據(jù)GB/T 17167—2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》和GB/T 20901—2007《石油石化行業(yè)能源計量器具配備和管理要求》的要求，對進出公司油品，用于貿易結算的流量計，其準確度等級不低于0.2級；對廠際之間輸轉油品的流量計，其準確度等級不低于0.5級；對分廠內部裝置間管輸油品的流量計，準確度等級不低于1.0級。

雖然按照標準的要求，配備了滿足要求的流量計，但流量計系統(tǒng)的合成準確度的大小，應該引起交接計量雙方的足夠重視。

1.1　流量計系統(tǒng)構成

流量計系統(tǒng)由流量計和顯示儀表構成，如圖1所示。

圖1　流量計系統(tǒng)構成

從圖1可以看出，流量計系統(tǒng)是由安裝于現(xiàn)場的流量計本身和控制室的顯示儀表或DCS構成，現(xiàn)場流量計將流量信號轉變成為電信號遠傳至控制室，貿易交接雙方為了計量方便，普遍使用控制室的顯示儀表或DCS的數(shù)據(jù)進行交接計量。

1.2　流量計系統(tǒng)準確度分析

雖然按照國家和行業(yè)標準配備了滿足準確度等級要求的流量計，但是由于數(shù)據(jù)傳輸造成信號衰減，加上顯示儀表或DCS本身的不確定度影響因素，使得顯示儀表或DCS的最終計量數(shù)據(jù)的準確度大為降低。

根據(jù)JJF 1059—1999《測量不確定度評定與表示》,當被測量為相互獨立的輸入量的線性函數(shù)，且靈敏系數(shù)為1時，其計量系統(tǒng)的合成標準不確定度：

式中:uc為計量系統(tǒng)的合成不確定度；u1為流量計的不確定度；u2為信號傳輸系統(tǒng)的不確定度；u3為顯示儀表或DCS的不確定度。

可見，造成系統(tǒng)準確度降低的因素包括：流量計本身的不確定度，信號傳輸系統(tǒng)的不確定度，以及顯示儀表或DCS本身的不確定度等，這就要求我們從這三個方面入手，切實降低每個環(huán)節(jié)的誤差，提高每個環(huán)節(jié)的準確度，才能確保整個計量系統(tǒng)的準確度滿足貿易交接有關標準的規(guī)定。

2　提高流量計系統(tǒng)準確度的措施

通過理論分析和多年的實踐，摸索出提高流量計系統(tǒng)準確度的措施，歸納起來，有技術方案和管理手段。

2.1　技術方案

2.1.1人為補償法

以實際案例入手，說明如何發(fā)現(xiàn)問題，并用人為補償法消除量差超出允許范圍的現(xiàn)象，從而提高計量準確度的方法。

從油品儲運廠輸往煉油廠550萬噸/年常減壓裝置，安裝愛默生DS600質量流量計3臺，準確度等級為0.2級，通過甘肅省大流量計量檢定站檢定合格，滿足計量的要求，現(xiàn)場配套安裝的1700變送器輸出4～20mA信號，遠傳至中央控制室的DCS顯示，公司的MES數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動從DCS中將數(shù)據(jù)采集上來，供交接計量和生產管理使用。

在投用一個月之后，發(fā)現(xiàn)裝置收率較高，同時，油品儲運廠出現(xiàn)虧量。在排除其它各種可能的影響因素后，對流量計系統(tǒng)的準確度提出質疑，通過聯(lián)系廠家，調出流量計的參數(shù)進行核對，沒有發(fā)現(xiàn)問題。對流量計進行重新標定零點處理之后，組織人員對儲運廠輸往煉油廠的原油儲罐進行檢尺，對1700變送器和DCS同時抄取讀數(shù)，經過24h，再次檢尺，抄數(shù)據(jù)，進行比對，連續(xù)比對三天，結果如表1所示。

表1　罐檢尺和流量計計量數(shù)據(jù)比對表

從表1中看出，儲罐檢尺和DCS數(shù)據(jù)之間的量差為1.06％，超出了公司規(guī)定的0.5％的量差要求，進一步從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看出，1700變送器和DCS之間的量差達到0.62％，是造成量差超出允許范圍的主要因素。使用Hart475手操器從1700變送器輸出端發(fā)送4～20mA信號給DCS，檢查DCS顯示與量程0～320t/h的匹配性，結果如表2所示。

表2　DCS顯示數(shù)據(jù)與輸入信號的比對表

可見，DCS接收mA模擬電流信號產生的誤差是系統(tǒng)準確度降低的主要原因，于是進行人為補償，修改DCS的量程范圍，320×(1+0.62％)=321.984t/h，即：將原來DCS的量程上限由320t/h修改為321.984t/h，再次使用Hart475手操器從1700變送器輸出端發(fā)送4～20mA信號給DCS，檢查DCS顯示與量程0～320t/h的匹配性，完全符合。

因此，根據(jù)實際數(shù)據(jù)，人為修改量程，解決了量差較大的問題，經過與罐檢尺、1700變送器的數(shù)據(jù)比對，量差均在允許范圍內，經過2年多的運行，沒有出現(xiàn)計量糾紛，確保了對裝置物料消耗收率的考核，為優(yōu)化裝置運行的各項經濟指標提供了準確的數(shù)據(jù)。

2.1.2改變信號傳輸方式

石化公司的DCS一般普遍接收4～20mA的模擬電流輸入信號，通過與設定值比較，PID運算，輸出4～20mA模擬電流信號控制調節(jié)閥動作，從而實現(xiàn)裝置的自動控制。根據(jù)多年運行的實踐經驗，mA電流信號在傳輸過程中，以及DCS本身在信號轉換過程中，會產生較大的誤差。由于自動控制是趨勢控制，產生的誤差對自動化生產影響很小，可以忽略，但是，對準確度要求較高的交接計量領域，就難以滿足，并且不容忽視了。

通過改變信號傳輸方式，以脈沖或RS485協(xié)議信號進行傳輸，就可以消除mA信號傳輸和轉換帶來的誤差，提高傳輸和轉換系統(tǒng)的準確度，從而提高整個流量計系統(tǒng)的準確度。

在管輸西北銷售公司西固油庫的柴油質量流量計,選用CMF400型質量流量計，現(xiàn)場配備1700變送器，輸出采用脈沖信號至計量站操作室，操作室配備Micro Motion的3300顯示儀接收脈沖信號，對1700變送器和3300顯示儀進行了相同的設置(1000Hz對應400t/h)，經過兩者之間一致性的比對，量差很小，為0.01％，幾乎可忽略不計。

在管輸西北銷售公司蘭成渝首站的汽柴油質量流量計，選用CMF400型質量流量計，現(xiàn)場配備RFT9739型變送器，輸出采用RS485協(xié)議信號至控制室，控制室配備DCS接收RS485協(xié)議信號，經過對兩者之間一致性的比對，完全一致，徹底消除了信號傳輸和信號轉換帶來的誤差，提高了計量交接準確度。

使用RS485進行傳輸，最大傳輸距離為1200m，超過此距離，信號會衰減，中間安裝中繼器就可解決。

2.2　管理手段

在計量管理上，采用了以下措施提高流量計系統(tǒng)準確度。

1)在線檢定

在有條件的情況下，盡可能實現(xiàn)對流量計的在線檢定，可以消除離線檢定與現(xiàn)場條件不一致帶來的誤差，以及信號傳輸和轉換帶來的誤差。這是目前大宗物料交接計量的趨勢，在蘭成渝首站、西部管道原油末站、國儲庫都分別配套安裝了美國Smith公司的雙向體積管標準裝置，實現(xiàn)了流量計的在線檢定，計量交接準確度進一步提高。

2)進行自檢，系數(shù)法交接

按照計量法的要求和容積式流量計檢定規(guī)程，每半年由國家大流量計量檢定站，對刮板流量計進行檢定。為了進一步提高計量準確度，貿易交接雙方簽署交接計量協(xié)議，規(guī)定每20天由雙方共同進行自檢，使用MF系數(shù)法計算油量，進行交接計量。公司目前的原油進廠與西部管道公司就是以這種方式實現(xiàn)交接計量。

3)與罐比對，監(jiān)督計量數(shù)據(jù)

在使用流量計交接的同時，為了避免出現(xiàn)差錯，給貿易雙方造成糾紛，對儲罐進行檢尺計量，做好監(jiān)督比對工作。既能夠做到出現(xiàn)問題及時發(fā)現(xiàn)和處理，也能避免由于突然停電造成流量計數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。

3　結束語

通過以上方法和措施的實施，提高了公司的管輸油品交接計量準確度。近5年來，沒有發(fā)生一起管輸油品計量糾紛，產生了較好的經濟效益和社會效益。

[1]GB/T 17167—2006用能單位能源計量器具配備和管理通則

[2]JJF 1059—1999測量不確定度評定與表示

[3]陳曉芬，田宏梅.質量流量計在油品貿易計量中的應用.計量技術，2011(5)

[4]王在旗.提高智能儀表整機準確度的一種軟件校正方法.計量技術，2011(10)

[5]李玉柱.影響科里奧利質量流量計不確定度因素及修正.計量技術，2012(3)