取消原油容積式流量計器差調(diào)整器的研究與應(yīng)用

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

關(guān)鍵字： 流量計 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量站，絕大多數(shù)在站內(nèi)裝有用于原油交接計量的液體容積式流量計和檢定流量計用的體積管。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量站的流量計的準確度達到0.2%，雙方就可以直接以流量計的指示值作為結(jié)算值。這個指標對于外輸計量站常年輸油的單位或接油單位雙方來講，確實是個可觀的數(shù)據(jù)，影響還是很大的。為了提高交接計量的準確性，盡可能實現(xiàn)靠近*交接，根據(jù)中國石化集團公司的要求和多年來部分計量站開展系數(shù)交接的經(jīng)驗，現(xiàn)管道公司的多數(shù)計量站已采用流量計系數(shù)法進行原油交接。 

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

1 系數(shù)交接中對標準裝置和流量計的要求 

1.1標準器 

標準器一般為體積管流量標準裝置（以下簡稱體積管）。體積管是現(xiàn)場實液檢定流量計的計量標準器，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。其原理為當原油流經(jīng)被檢流量計和體積管時，由置換器從兩個檢測開關(guān)之間的計量段所置換出的流體體積，同流量計的指示值相比較來確定流量計各流量點的示值誤差和流量系數(shù)。 

體積管的標準容積值是依據(jù)JJG209-1994《體積管》進行檢定得出的。用水作為檢定介質(zhì)來確定標準段的標準容積，并將水標體積換算到標準狀態(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。由于體積管準確度高、重復(fù)性好，檢定流量計穩(wěn)定、可靠并可實現(xiàn)在線檢定，因此在國內(nèi)油品計量中，廣泛使用其作為流量計的標準器。 

1.2流量計 

現(xiàn)場使用的流量計，一般為液體容積式流量計，主要有刮板、腰輪、雙轉(zhuǎn)子流量計等。液體容積式流量計是利用測量元件把流動的液體連續(xù)不斷地分割（隔離）成單個的體積部分，用于計量封閉管道中滿管流的總體積量的流量儀表。流量計是依據(jù)JJG677-1997《液體容積式流量計》進行檢定的，規(guī)定其基本誤差限為±0.2%，各流量點的重復(fù)性應(yīng)不超過基本誤差的1/3（0.067%）。就原油計量交接的容積式流量計，滿足現(xiàn)有規(guī)程的要求并不意味著這些流量計對交接雙方公平、合理，尤其是在實行系數(shù)交接的計量站，流量計更好的線性和重復(fù)性比起對其基本誤差的要求更為重要。比如，在一個年交接油量1000萬m3的計量站，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到了公平。 

2 系數(shù)交接計量中遇到的新問題 

在對新投產(chǎn)的某原油管線外輸計量站的檢定中，體積管檢定的標準體積值為2130.0767L，重復(fù)性為0.012%。流量計為DN200的Smith刮板流量計，在用該體積管多次檢定流量計的過程中，排除其它各種影響因素的情況下，重復(fù)性有時合格，有時超差。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)這臺體積管的單向標準體積值為1065L，該站流量計裝有器差調(diào)整器，其修正輸出軸每旋轉(zhuǎn)一圈排出100L，即發(fā)出1000個脈沖，但安裝的器差調(diào)整器使流量計發(fā)出的脈沖約有1/4為不均勻的。脈沖不均勻的現(xiàn)象是流量計在轉(zhuǎn)動過程中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到固定區(qū)域時，其發(fā)訊器輸出頻率加快引起的。體積管的標準體積值若是流量計修正輸出軸旋轉(zhuǎn)一圈（即100L）的整數(shù)倍，不論流量計的脈沖起始計數(shù)點落在哪里，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。由于該體積管的標準體積與流量計的轉(zhuǎn)輸比為10.6倍，這就使檢定的每個行程中，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進行檢定，結(jié)果見表1、表2。

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

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

3解決方案 

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

1）去掉流量計上的器差調(diào)整器，用空器差代替，即直接用流量計系數(shù)進行交接計量。這種方法雖然基本誤差超差，但若重復(fù)性相當好（如上述表中不過0.022%），遠好于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)減少了影響流量計性能的因素，更有利于以后定期分析流量計的性能變化。 

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

2）對體積管進行適當改造，在體積管的計量段加裝短管，使標準體積值是100L的整數(shù)倍（如1200L）。但這種方法實施起來相對麻煩，還要增加投資，清洗體積管并重新進行水標定。 

3）由于流量計脈沖起始計數(shù)點是隨機的，可采用成組檢定的方法，即對每個流量點取多次（3個或更多）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)計算流量系數(shù)及重復(fù)性。 

4結(jié)論 

去掉流量計上的器差調(diào)整器，在原油的交接計量中采用流量計系數(shù)交接是可行的。其實在執(zhí)行API標準的國家，大多數(shù)流量計都不裝器差調(diào)整器，基本采用流量計系數(shù)交接。由于流量計不使用器差調(diào)整器，減少了流量計內(nèi)的一個誤差來源，使得計量更加準確。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工作。 

由于流量計出廠時，儀表調(diào)整齒輪調(diào)整到96%，所以流量計的相對誤差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，考慮增加有關(guān)流量計系數(shù)交接方面的規(guī)定。比如，對實行系數(shù)交接計量的流量計，規(guī)定流量計各流量點的與最小誤差不超過0.3%、各點的重復(fù)性不超過0.05%（嚴于檢定規(guī)程中的此類要求），而不受基本誤差不超過±0.2%的局限。