液體容積式流量計(jì)的檢定方法包括體積管法、容積法、稱量法和標(biāo)準(zhǔn)表法。在原油計(jì)量工作中常使用在線體積管法。流量計(jì)檢定示值誤差是指檢定時(shí)體積管的置換體積與流量計(jì)示值的差異程度。當(dāng)流量計(jì)檢定示值誤差較大時(shí)，說(shuō)明流量計(jì)精確度差，而流量計(jì)精確度會(huì)嚴(yán)重影響到計(jì)量交接雙方的利益。因此，研究影響流量計(jì)檢定示值誤差的因素并提出應(yīng)對(duì)措施是原油計(jì)量交接中的一項(xiàng)重要工作。 

 

1 實(shí)例分析

本文以某輸油站的某次流量計(jì)檢定情況為例進(jìn)行分析。根據(jù)規(guī)定，貿(mào)易交接中使用 0. 2 級(jí)流量計(jì)時(shí)，其示值誤差不大于 ± 0. 2% 。該輸油站在月度標(biāo)定中發(fā)現(xiàn) 1#、2#流量計(jì)示值誤差過(guò)高。于是進(jìn)行 2 次重復(fù)標(biāo)定，發(fā)現(xiàn) 1#、2#流量計(jì)示值誤差仍偏大。具體流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)見(jiàn)表 1。已知該輸油站所輸送油品種類(lèi)繁多、油品變化頻繁、地處惡劣環(huán)境。流量計(jì)檢定數(shù)據(jù)會(huì)直接影響到流量計(jì)的精確度，從而使交接雙方存在利益矛盾。因此，應(yīng)分析影響流量計(jì)檢定示值誤差的原因，以提高流量計(jì)精確度。

根據(jù)表 1 可知，2 臺(tái)流量計(jì)示值誤差均不滿足要求。于是該輸油站結(jié)合實(shí)際情況分析原因并進(jìn)行了以下檢查。

 

 ( 1) 經(jīng)取球檢查，發(fā)現(xiàn)體積管內(nèi)置換球沒(méi)有發(fā)現(xiàn)損壞及變形，外觀較好，測(cè)量置換球直徑后經(jīng)計(jì)算球在允許范圍內(nèi)。然后對(duì)置換球進(jìn)行重新安裝，安裝完成后經(jīng)再次標(biāo)定，發(fā)現(xiàn)流量計(jì)依然存在超差。

 ( 2) 對(duì)體積管排污管線上排污閥進(jìn)行了拆開(kāi)檢查，無(wú)滲漏現(xiàn)象。 

( 3) 因 1#流量計(jì)已暫時(shí)停用，因此不能對(duì)該流量計(jì)進(jìn)行檢定。于是對(duì)該流量計(jì)進(jìn)出口管段進(jìn)行了密封試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該管段閥門(mén)存在滲漏。 

( 4) 在計(jì)量間用溫濕度計(jì)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境溫度較低，在 9 ～ 10 ℃之間。 

( 5) 在不同輸油溫度下對(duì)流量計(jì)進(jìn)行了多次檢定，檢定結(jié)果仍超差。

 

因此，應(yīng)從環(huán)境溫度、油品物性、結(jié)蠟、設(shè) 備、現(xiàn)場(chǎng)檢定狀況等多方面分析其對(duì)流量計(jì)檢定示值誤差的影響規(guī)律，并根據(jù)示值誤差特性制定了相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)措施，降低流量計(jì)檢定示值誤差，實(shí)現(xiàn)流量計(jì)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高交接計(jì)量的準(zhǔn)確度，減少標(biāo)定和重復(fù)計(jì)量帶來(lái)的人力和物力消耗。 2 影響因素

 

2. 1 環(huán)境溫度

計(jì)量系統(tǒng)暴露在大氣環(huán)境中，當(dāng)環(huán)境溫度急劇下降時(shí)，所輸原油溫度下降造成原油物性發(fā)生變化，導(dǎo)致流量計(jì)檢定示值誤差偏大。

 

本文設(shè)計(jì)兩組實(shí)驗(yàn)，分別選取沙中和普魯托尼油品，分析不同環(huán)境溫度對(duì)流量計(jì)檢定示值誤差的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室建立一套室內(nèi)環(huán)道，模擬現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)計(jì)量油品的流程、油品溫度和流量計(jì)的環(huán)境溫度，用流量計(jì)計(jì)量不同油溫和環(huán)境溫度下油品的流量，并與標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的示數(shù)相比較，得到計(jì)量油品時(shí)的油溫、環(huán)境溫度與計(jì)量誤差的關(guān)系。圖 1 是實(shí)驗(yàn)環(huán)道的流程。用加熱電阻和冰柜調(diào)節(jié)油品溫度，通過(guò)冰柜調(diào)節(jié)流量計(jì)的環(huán)境溫度，用回路和閥門(mén)控制管道內(nèi)流速。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)控制流速和溫度，記錄流量計(jì)和對(duì)比的橢圓齒輪流量計(jì)的讀數(shù)，得到計(jì)量誤差、油溫和環(huán)境溫度的變化規(guī)律。圖 2 為流量計(jì)檢定示值誤差與溫度關(guān)系曲線。

 

通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析可知，環(huán)境溫度越低，流量計(jì)檢定示值誤差越大; 且不同油種環(huán)境溫度對(duì)流量計(jì)檢定示值誤差的影響程度不同。環(huán)境溫度影響示值誤差主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。 ( 1) 管道外環(huán)境溫度的下降，管道內(nèi)原油和流量計(jì)外殼及周?chē)�大氣發(fā)生熱交換，導(dǎo)致原油溫度降低，粘度變大，原油經(jīng)過(guò)流量計(jì)時(shí)漏流量減少，但造成示值誤差往負(fù)誤差方向變化，且誤差曲線變化相對(duì)較大。 ( 2) 管道外環(huán)境溫度下降，原油中凝結(jié)出蠟晶，原油流經(jīng)流量計(jì)時(shí)蠟晶凝結(jié)在流量計(jì)內(nèi)壁和刮板上，減小了腔室體積，產(chǎn)生誤差。 

 

2. 2 油品物理性質(zhì)

油品物理性質(zhì)包含密度、粘度、析蠟點(diǎn)、蠟含量、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量、機(jī)械雜質(zhì)含量等。影響油品計(jì)量的主要物性參數(shù)是凝點(diǎn)、含蠟量、膠 質(zhì)、瀝青質(zhì)含量、粘度。已知該輸油站年輸送油品近 40 種，油品粘度非常大的是幫嘎 ( 189 mm2 /s，50 ℃ ) ，油品粘度非常小的是韋杜里 ( 0. 96 mm2 /s，50 ℃ ) ，油品粘度相差較大，而且還存在混輸情況。因此，需要根據(jù)油品的主要物性參數(shù)確定其對(duì)流量計(jì)檢定示值誤差的影響。

 

根據(jù)中國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T 0541 《原油 凝 點(diǎn) 測(cè) 定 法》、石油天然氣行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T 7550—2004 《原油含蠟量膠質(zhì)瀝青質(zhì)測(cè)定方法》和中國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T 0520—2008 《原油粘度測(cè)定 － 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)平衡法》和中國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T 0522—2008 《原油析蠟點(diǎn)測(cè)定》對(duì)該輸油站近期輸送的四種油品進(jìn)行了物性測(cè)試，各油品物性參數(shù)的測(cè)量結(jié)果如表 2 所示。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的流量計(jì)標(biāo)定數(shù)據(jù)，將不同油品和不同流量計(jì)的標(biāo)定流量繪制成誤差 － 流量曲線如圖 3 所示。

經(jīng)過(guò)分析，對(duì)照標(biāo)定油品的粘溫曲線，可以看出流量 － 誤差曲線隨油品粘度變化而變化，且變化趨勢(shì)保持一致。對(duì)于含蠟量較低且輸送溫度適宜的油品，流量計(jì)誤差主要由油品粘度決定;而對(duì)于含蠟量較多的油品，計(jì)量誤差不僅與油品粘度有關(guān)，還受結(jié)蠟影響。

 

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究在不結(jié)蠟和結(jié)蠟兩種情況下，研究不同環(huán)境溫度條件下，不同粘度的同一油種與流量計(jì)誤差間關(guān)系，如圖 4。

分析圖 4 可得，無(wú)論流量計(jì)腔室內(nèi)是否結(jié)蠟，誤差與粘度均近似成對(duì)數(shù)關(guān)系; 當(dāng)粘度在 0. 02 ～ 0. 04 Pa·s 時(shí)得到的流量計(jì)檢定誤差非常小。結(jié)蠟情況下的流量計(jì)的示值誤差一般高于不結(jié)蠟情況，尤其在環(huán)境溫度低時(shí)表現(xiàn)明顯。 

 

2. 3 設(shè)備設(shè)施

2. 3. 1 相關(guān)設(shè)備設(shè)施對(duì)計(jì)量誤差的影響

標(biāo)定流程所涉及閥門(mén)是否關(guān)閉到位，設(shè)備是否狀態(tài)正確，出口閥長(zhǎng)期運(yùn)行后是否存在泥沙等雜質(zhì)影響關(guān)閉不嚴(yán)、附屬流程相關(guān)閥門(mén)狀態(tài) ( 如排污閥是否有閥門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài)) 等都會(huì)對(duì)計(jì)量誤差產(chǎn)生影響。 

 

2. 3. 2 流量計(jì)本體對(duì)計(jì)量誤差的影響

( 1) 流量計(jì)本體質(zhì)量的影響。由于流量計(jì)因材料瑕疵、設(shè)備裝配等在制造中存在缺陷會(huì)帶來(lái)附加誤差，如容差調(diào)整器的調(diào)整是否靈活可靠、傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常等。

 ( 2) 流量計(jì)長(zhǎng)期運(yùn)行期間的影響。隨著流量計(jì)的長(zhǎng)期運(yùn)行，構(gòu)成流量計(jì)的各個(gè)部件出現(xiàn)不同程度的磨損，尤其是容差調(diào)整器這個(gè)調(diào)節(jié)流量計(jì)計(jì)量精度的組件。容差調(diào)整器可能出現(xiàn)無(wú)法保持鎖定、磨損嚴(yán)重、不能很好的潤(rùn)滑等情況，從而對(duì)流量計(jì)計(jì)量精度有著重大影響。 

 

2. 3. 3 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和線路的影響

流量計(jì)檢定系統(tǒng)由被檢表、標(biāo)準(zhǔn)表、檢定合格符合要求的壓力表和溫度計(jì)、檢定控制和顯示端 ( 手動(dòng)操作控制器) 、傳輸回路等組成。在流量計(jì)檢定 實(shí) 施 時(shí)，由于數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備 ( 流 量 計(jì) 算機(jī)) 、線路 ( 通道) 異常或故障會(huì)對(duì)計(jì)量精度產(chǎn)生影響，常見(jiàn)的有模塊損壞、通道不暢通 ( 穩(wěn)定) 、線路虛接、線路中間有斷點(diǎn)等。這些也都是影響計(jì)量精度的因素。所以設(shè)備出廠時(shí)經(jīng)過(guò)調(diào)整和檢定，處于相對(duì)完好狀態(tài)，無(wú)磨損。 

 

2. 4 現(xiàn)場(chǎng)檢定因素

( 1) 溫度計(jì)、壓力表等是否合法有效。只有經(jīng)過(guò)檢定合格且符合規(guī)范要求的溫度計(jì)和壓力表才可以應(yīng)用到計(jì)量交接過(guò)程中。如果因各種原因造成未及時(shí)檢定相關(guān)檢定流量計(jì)時(shí)無(wú)法確認(rèn)數(shù)據(jù)是否合法有效，從而導(dǎo)致無(wú)法確認(rèn)檢定結(jié)果的合法性。

( 2) 參數(shù)的讀取。檢定過(guò)程中需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行讀取，讀取過(guò)程是否按規(guī)范要求讀取數(shù)據(jù)對(duì)檢定結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

 ( 3) 檢定人員的專業(yè)技能水平的影響。對(duì)檢定規(guī)程條文的掌握程和專業(yè)技術(shù)水平的高低也會(huì)對(duì)檢定結(jié)果產(chǎn)生影響。 

 

3 應(yīng)對(duì)措施

3. 1 改善環(huán)境溫度和原油物性

環(huán)境溫度、油品粘度變化和流量計(jì)內(nèi)壁結(jié)蠟問(wèn)題都是影響計(jì)量誤差的主要因素，而油品粘度和結(jié)蠟問(wèn)題與油品溫度和環(huán)境溫度密切相關(guān)。因 此，可以采取以下措施達(dá)到減少原油物性對(duì)流量計(jì)標(biāo)定示值誤差的影響的目的。

( 1) 檢定前需要對(duì)相關(guān)油品物性、計(jì)量間環(huán)境溫濕度、油品輸送溫度進(jìn)行測(cè)量，以確定可能對(duì)計(jì)量誤差產(chǎn)生的影響。

 ( 2) 冬季通過(guò)對(duì)室內(nèi)加裝暖氣或采取電伴熱方式，保持流量計(jì)的環(huán)境溫度高于油品溫度，改善環(huán)境溫度，使油品粘度達(dá)到 0. 02 ～ 0. 04 Pa·s，減少計(jì)量間環(huán)境溫度與管輸油品溫差，從而減少流量計(jì)內(nèi)部結(jié)蠟的可能性，降低環(huán)境溫度和油品物性對(duì)計(jì)量誤差的影響。

 ( 3) 加密流量計(jì)檢定次數(shù)。正式標(biāo)定前，針對(duì)多種油品多次進(jìn)行試標(biāo)定，尋找計(jì)量誤差因油品物性存在規(guī)律，規(guī)避相關(guān)油品進(jìn)行檢定。 

 

3. 2 加強(qiáng)設(shè)備管理

加強(qiáng)體積管、流量計(jì)及相關(guān)閥門(mén)管理，按規(guī)程要 求 做 好 設(shè) 備 的 維護(hù)保養(yǎng)工作。 根 據(jù) Q/ SHGD1003 《原油動(dòng)態(tài)計(jì)量技術(shù)手冊(cè)》［2］中加潤(rùn)滑油要求，至少每月一次對(duì)流量計(jì)出軸密封加注甘油; 至少每半年一次對(duì)容差調(diào)整器加注輕質(zhì)潤(rùn)滑油。加注潤(rùn)滑油時(shí)，要防止內(nèi)部連接油管脫落。不定期對(duì) Smith 流量計(jì)算機(jī)及相關(guān)模塊、線路通道、線路電纜接線盒 ( 端子) 等進(jìn)行檢查，檢查有無(wú)異常情況、通道暢通情況和是否存在斷點(diǎn)等。對(duì)流量計(jì)、體積管和附近管線等采取保溫措施，加裝電伴熱帶，改善管輸油品的溫度與管壁溫差，從而降低結(jié)蠟的可能。 

 

3. 3 提高技能與規(guī)范操作

規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)原油標(biāo)定操作流程，同時(shí)也降低了不同人員的檢定誤差，使檢定結(jié)果更加真實(shí)準(zhǔn)確可靠。主要包括以下幾個(gè)方面: ( 1) 采用學(xué)習(xí)規(guī)程、定期經(jīng)驗(yàn)交流、 “傳幫帶”、對(duì)檢定結(jié)果分析歸納總結(jié)等方式提高檢定和操作人員的技術(shù)水平; ( 2) 嚴(yán)格按規(guī)程要求規(guī)范讀取各種參數(shù)，減少基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確對(duì)計(jì)量誤差的影響; ( 3) 及時(shí)將國(guó)家相關(guān)規(guī)程、制度進(jìn)行宣貫，定期開(kāi)展檢定技術(shù)培訓(xùn)，采取 “走出去”與 “請(qǐng)進(jìn)來(lái)”的方式，與同行進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，及時(shí)記錄歸納，形成文字材料，為后續(xù)工作提供支持; ( 4) 鼓勵(lì)參加國(guó)家注冊(cè)計(jì)量師執(zhí)業(yè)資格考試，通過(guò)資格考試的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，提高理論水平。

 

3. 4 實(shí)施效果

通過(guò)改善原油物性，加強(qiáng)設(shè)備設(shè)施管理和規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)檢定操作流程，達(dá)到降低流量計(jì)檢定示值誤差。為了驗(yàn)證措施實(shí)施效果的有效性，我們對(duì)該輸油站流量計(jì)進(jìn)行了多次檢定，對(duì)兩臺(tái)流量計(jì)的非常高示值誤差參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證評(píng)價(jià)，如表 3 所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)實(shí)施改進(jìn)措施，流量計(jì)示值誤差均遠(yuǎn)低于 2% ，滿足要求，整體效果良好。