腰輪流量計(jì)檢定影響因素分析

劉桂萍 房艷茹

(1.中原油田油氣儲(chǔ)運(yùn)管理處，濮陽(yáng) 457061；2.中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司濰坊輸油處，東營(yíng) 257067)

?

腰輪流量計(jì)檢定影響因素分析

劉桂萍1房艷茹2

(1.中原油田油氣儲(chǔ)運(yùn)管理處，濮陽(yáng) 457061；2.中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司濰坊輸油處，東營(yíng) 257067)

在流量計(jì)檢定過(guò)程中，影響流量計(jì)檢定結(jié)果的因素很多，其直接因素就是檢定介質(zhì)及檢定環(huán)境。本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢定實(shí)驗(yàn)，對(duì)影響流量計(jì)的檢定因素進(jìn)行探討，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比對(duì)，確定各影響因素的影響程度，從而減小了在檢定流量計(jì)時(shí)的誤差，提高了流量計(jì)的準(zhǔn)確度。

流量計(jì)；檢定；影響因素；分析

0 引言

原油動(dòng)態(tài)計(jì)量是原油貿(mào)易交接的主要方式,使用的計(jì)量器具主要是容積式流量計(jì)。柳屯油庫(kù)對(duì)外交接用流量計(jì)共有3臺(tái)，均為腰輪流量計(jì)，為保證流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確，每半年利用標(biāo)準(zhǔn)體積管對(duì)其進(jìn)行檢定，確定流量計(jì)系數(shù)，并采用流量計(jì)系數(shù)進(jìn)行交接。在流量計(jì)檢定過(guò)程中，檢定介質(zhì)密度、溫度、黏度、壓力等參數(shù)的變化均會(huì)對(duì)檢定結(jié)果產(chǎn)生較大影響，直接影響交接雙方利益。因此油庫(kù)以采油廠來(lái)油作為檢定介質(zhì)，對(duì)影響流量計(jì)的檢定因素進(jìn)行研究，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行最終的分析、比對(duì)，確定各影響因素的影響程度，從而有效地指導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)行。

1 液體容積式流量計(jì)檢定規(guī)程(JJG 667—2010)分析

柳屯油庫(kù)使用的腰輪流量計(jì)是容積式流量計(jì)的一種，檢定采用標(biāo)準(zhǔn)體積管檢定法，一次檢定過(guò)程中，檢定介質(zhì)的溫度變化不應(yīng)超過(guò)±0.5℃。

1.1 技術(shù)要求

1.1.1 最大允許誤差

流量計(jì)的安裝應(yīng)符合說(shuō)明書(shū)的要求。檢定時(shí)液體的流動(dòng)應(yīng)均勻，并無(wú)劇烈變化和波動(dòng)。檢定時(shí)為防止雜物和氣體進(jìn)入流量計(jì)，在流量計(jì)進(jìn)口端應(yīng)裝有過(guò)濾器和氣體分離器。當(dāng)用電遠(yuǎn)傳信號(hào)時(shí)，周?chē)鷳?yīng)無(wú)強(qiáng)烈磁場(chǎng)干擾。

在遵守上述條件的情況下，流量計(jì)在規(guī)定流量范圍內(nèi)的示值誤差，以流經(jīng)流量計(jì)液體實(shí)際量的百分?jǐn)?shù)表示，準(zhǔn)確度為0.2級(jí)的流量計(jì)最大允許誤差不超過(guò)±0.2%。

1.1.2 重復(fù)性誤差

流量計(jì)的重復(fù)性不得超過(guò)相應(yīng)準(zhǔn)確度等級(jí)規(guī)定的最大允許誤差絕對(duì)值的1/3。

1.1.3 檢定時(shí)的溫度

標(biāo)準(zhǔn)溫度為20℃；檢定時(shí)的液體溫度應(yīng)盡量保持一致；檢定時(shí)流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)裝置中液體的溫度要修正到同一溫度。

1.2 檢定過(guò)程

1.2.1 檢定原理

流量計(jì)檢定示意圖如圖1所示。

圖1 流量計(jì)檢定示意圖

打開(kāi)流量計(jì)的進(jìn)口閥、標(biāo)定閥和標(biāo)準(zhǔn)體積管的進(jìn)、出口閥，關(guān)閉流量計(jì)出口閥，使流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)體積管連在一起，構(gòu)成檢定系統(tǒng)。把流量調(diào)到規(guī)定的流量點(diǎn)，運(yùn)行5min。直到確認(rèn)整個(gè)檢定系統(tǒng)內(nèi)液體溫度穩(wěn)定并排除氣體，便可開(kāi)始檢定。

按規(guī)定的檢定點(diǎn)，待流量穩(wěn)定后，操作體積管檢定流量計(jì)，球通過(guò)第一個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)，脈沖計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，球通過(guò)第二個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，記下球通過(guò)兩個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān)之間流量計(jì)發(fā)出的脈沖數(shù)。重復(fù)上述檢定程序，記下流量計(jì)發(fā)出的脈沖數(shù)N。

流量計(jì)系數(shù)MF按下式計(jì)算：

式中：Qs為標(biāo)準(zhǔn)器示值；Qm為流量計(jì)示值，Qm=KN，K為流量計(jì)儀表系數(shù)。

1.2.2 體積管法標(biāo)準(zhǔn)值Qs的計(jì)算

按各檢定點(diǎn)依次檢定，分別計(jì)算檢定時(shí)測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)器處液體實(shí)際體積。各常用標(biāo)準(zhǔn)裝置實(shí)際體積值V計(jì)算如下：

式中：Vs為標(biāo)準(zhǔn)裝置讀出容積，L；D為體積管內(nèi)徑，mm；ps為標(biāo)準(zhǔn)裝置處的液體表壓力平均值，Pa；e為體積管壁厚，mm；Es為體積管材料的彈性模量，Pa；βs為標(biāo)準(zhǔn)裝置的體膨脹系數(shù)，℃-1；ts為標(biāo)準(zhǔn)裝置處液體溫度平均值，℃。

將V的值換算到流量計(jì)檢定條件下的累積流量實(shí)際值:

Qs=V[1+β(tm-ts)][1-K(pm-ps)]

式中：Qs為被檢表處的累積流量值，L;β為液體膨脹系數(shù)，℃-1;K為液體壓縮系數(shù)，Pa-1;tm、ts分別為流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)器處液體溫度平均值，℃;pm、ps分別為流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)器處液體表壓力平均值。

2 試驗(yàn)驗(yàn)證各運(yùn)行參數(shù)對(duì)流量計(jì)檢定結(jié)果的影響

2.1 密度對(duì)流量計(jì)性能的影響

中原油田各采油廠原油密度變動(dòng)范圍較廣(0.8360～0.8880g/cm3)，黏度變化也較大，各廠原油黏度、密度值見(jiàn)表1。

由表中數(shù)據(jù)可以看出，原油黏度與密度基本上變化一致。

表1 中原油田各廠黏度(mPa·s)、密度值(g/cm3)

試驗(yàn)方法：利用離線檢定，介質(zhì)溫度相對(duì)保持不變，改變?cè)兔芏取?/p>

1)溫度保持在56℃，分別用一、四廠，二、五廠混合油，三、五廠混合油試驗(yàn)，排量為90m3/h。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 介質(zhì)溫度相對(duì)恒定、密度變化時(shí)的檢定數(shù)據(jù)1

2)溫度保持在58℃，分別用一、四廠，二、五廠，三、五廠混合油試驗(yàn)，排量為90m3/h。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 介質(zhì)溫度相對(duì)恒定、密度變化時(shí)的檢定數(shù)據(jù)2

通過(guò)試驗(yàn)可以看出，溫度相對(duì)穩(wěn)定的情況下，原油密度越高，流量計(jì)系數(shù)越低，一、四廠原油與二、五廠混合油系數(shù)相差0.11%～0.12%，而二、五廠混合油與三、五廠混合油系數(shù)相差0.03%，即密度在0.8585～0.8800g/cm3之間相差0.03%。

寫(xiě)之是對(duì)意境的表達(dá)，“意在筆先”看似老生常談，實(shí)則是畫(huà)家的普遍經(jīng)驗(yàn)，“寫(xiě)”看似技法，實(shí)則是對(duì)“意境”的把握。中國(guó)畫(huà)中“筆墨”非“寫(xiě)之”不能得之，“寫(xiě)意精神”更是中國(guó)傳統(tǒng)文化的至高追求，“六法”的標(biāo)準(zhǔn)正是對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化中“寫(xiě)意精神”的最好詮釋?zhuān)彩菍?duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化中的哲學(xué)思想的最好體現(xiàn)。

2.2 溫度對(duì)流量計(jì)性能的影響

溫度上升，流量計(jì)漏失量增加，脈沖數(shù)相應(yīng)減少，但溫度上升后，體積管受熱膨脹，容積適當(dāng)增加，脈沖數(shù)應(yīng)增多，受兩方面的影響后具體如何變化，需要試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)方法：結(jié)合油庫(kù)生產(chǎn)實(shí)際，目前罐內(nèi)儲(chǔ)存高低密度(0.8820g/cm3和0.8550g/cm3左右)兩種油品，我們分別用這兩種油品做試驗(yàn)。

1)用三廠原油(63℃)和罐內(nèi)高密度原油(48℃)配比出48℃、53℃、58℃溫度進(jìn)行離線檢定，檢定數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 不同計(jì)量溫度下的檢定數(shù)據(jù)1

2)用二廠原油(54℃)和罐內(nèi)低密度原油(47℃)配比出47℃、50℃、54℃溫度進(jìn)行離線檢定，檢定數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同計(jì)量溫度下的檢定數(shù)據(jù)2

從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，溫度每上升1℃，流量計(jì)系數(shù)提高0.01%左右。

2.3 壓力對(duì)流量計(jì)性能的影響

實(shí)驗(yàn)方法：在油庫(kù)采用固定檢定介質(zhì)，盡量保持其他參數(shù)不變，改變其壓力，進(jìn)行檢定實(shí)驗(yàn)。其數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。

表6 不同計(jì)量壓力下的檢定數(shù)據(jù)

由以上計(jì)算可以看出，其他參數(shù)不變，壓力由0.06MPa升至0.2MPa，流量計(jì)系數(shù)沒(méi)有變化。

2.4 流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)體積管壓力差變化對(duì)流量及性能的影響

實(shí)驗(yàn)方法：在油庫(kù)采用固定檢定介質(zhì)，盡量保持其他參數(shù)不變，改變流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)體積管的壓力差，進(jìn)行檢定實(shí)驗(yàn)。其數(shù)據(jù)見(jiàn)表7。

表7 壓力差變化下的檢定數(shù)據(jù)

由以上計(jì)算可以看出，其他參數(shù)不變，壓力差由0.00MPa升至0.08MPa，流量計(jì)系數(shù)變化很小。但從計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，壓差越小越好。

3 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

通過(guò)流量計(jì)檢定影響因素分析可以得到如下結(jié)論：

1)根據(jù)油庫(kù)生產(chǎn)實(shí)際，壓力變化基本上對(duì)檢定數(shù)據(jù)沒(méi)有影響。

2)檢定介質(zhì)密度由0.8585g/cm3提高到0.8800g/cm3，流量計(jì)系數(shù)降低0.03%，密度參數(shù)對(duì)流量計(jì)檢定影響很小。

3)溫度對(duì)流量計(jì)檢定影響較大，每增加3℃，流量計(jì)系數(shù)提高0.03%左右。檢定時(shí)應(yīng)盡量接近生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)的溫度。

4)其他參數(shù)不變的情況下，流量計(jì)與體積管的溫差每增加0.2℃，流量計(jì)系數(shù)增加約0.01%，其中體積管的溫度指進(jìn)出口溫度的平均值。

[1] JJG 667—2010容積式流量計(jì)檢定規(guī)程

[2] 潘丕武.石油計(jì)量技術(shù).北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2009

[3] 肖素琴.油品計(jì)量員讀本.北京：中國(guó)石化出版社，2012

[4] GB—T 9109.5—1988原油動(dòng)態(tài)計(jì)量油量計(jì)算

[5] 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司人事服務(wù)中心.職業(yè)技能培訓(xùn)教程與鑒定試題集:綜合計(jì)量工.北京：石油工業(yè)出版社，2005

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.3.17