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用活动式体积管检定原油流量计的注意事项

时间:2017-03-16 13:24 来源:http://www.shslgs.com 点击数:

用活动式体积管检定原油流量计是一种经济、高效的检定方式,广泛应用于中小型原油计量站。自动化技术的应用给检定带来便利的同时也增加了误差来源,脉冲插入技术、温度和压力补偿都会给检定结果带来误差,检定时需对测量软件、流量计最小脉冲数、温度稳定性、信号分配器、消气器等进行验证和确认,而且应满足相应检定规程的要求,在有效位数保留、数据修约等方面还应满足相关国家标准的要求。这样才能降低测量误差,提高检定质量。

流量计是原油贸易计量中最关键的设备,体积管是检定原油流量计的一种流量标准装置,活动式体积管通常用于小型计量站流量计的检定。本文就活动式体积管检定原油流量计过程中应注意的事项展开讨论。

1.体积管的软件验证

 

目前,大多数体积管生产厂家都已实现了体积管检定过程自动化,从流量计的脉冲信号采集到最后的检定结果处理、原始资料的生成,都可以依靠计算机软件完成,减少了人为误差。但是这对测量软件的准确性要求非常高,如果某个数据或计算公式错误,会对最后的测量结果产生影响,使测量结果不准确。曾发生过所使用的体积管在投产前就存在测量软件错误的情况,体积管生产厂家因压力

单位使用错误,导致软件在计算液体压缩系数时产生错误,进而造成最终计算结果与正确值相差4%。因此,有必要对体积管标准装置的计算软件进行验证。

 

软件验证是按照相关国家标准中的数据录取规则和国家检定规程中的计算步骤,用手工计算的方式对体积管标准装置自带软件的计算结果进行验证。验证时应注意,计算参数有效位数的保留应符合文献的规定,数据修约应符合文献[3]的规定。软件验证不仅可以发现测量软件的显著错误,还可以纠正一些细节问题,从而保证计量结果准确可靠。

 

 

2.对流量计的要求

 

因活动式体积管的标准容积一般较小,通常会使用脉冲插入技术提高分辨力。脉冲插入技术是以流量计脉冲频率没有明显变化的假设为前提,但由内部旋转非线性度引起的频率变化将降低流量计检定的准确度。涡轮流量计、容积式流量计等旋转式流量计,特别是刮板流量计、罗茨流量计等容积式流量计,由于内部旋转非线性度和其他的随机波动,脉冲的时间间隔是不太规则的。例如某单位使用的一台刮板流量计,在 200 m3/h流量下,用频率计测试,其脉冲频率变化范围为 350~650 Hz。在此工况下,用一个标准容积为 120 L、双计时脉冲插入法的活动式体积管检定,根据文献[4]给出的脉冲数计算方法,内部旋转非线性度引入的误差可达0.11%,对于最大允许误差为 0.2%的流量计来说,该误差显然会对检定结果造成影响。

 

通过以上分析可知,不是一台体积管可以检定所有的流量计。为得到可接受的流量计检定结果,检定前应核实流量计性能参数。根据文献第 6条的要求,流量计应满足以下条件:一次检定过程中流量计转子旋转一周以上,发出脉冲数大于 100;如果脉冲间隔按随机方式分布,最少脉冲数应满足文献公式 9的要求。

 

当流量计存在严重的周期性内部旋转非线性度时,通过增加检定运行次数来增加收集的脉冲数,或将流量计脉冲发讯器调至转子旋转一周只发一个脉冲,可在一定程度上减轻非线性带来的影响。

 

在进行流量计检定时通常都会根据检定规程操作,但是检定规程中并没有给出对流量计脉冲数的要求,如果被检流量计不满足文献[4]的要求,有可能给出错误的检定结论。因此,在进行原油流量计检定时不只应关注相应检定规程,还应关注原油计量相关国家标准。

 

 

3.压力、温度监测注意事项

 

根据文献,用体积管法检定容积式流量计时标准容积的计算公式为

 误差.jpg

由公式(1)、(2)、(3)可以看出,示值误差Em 的准确度与体积管的标准容积 Vs 、体积管内径 D 、体积管壁厚 e 、体积管材料的弹性模量 Es 、标准装置的体膨胀系数 βs 、液体膨胀系数 β 、液体压缩系数、标准装置处液体温度平均值 ts 、标准装置处的液体表压力平均值 ps 、流量计处液体温度平均值 tm 、流量计处液体表压力平均值 pm 等参数有关,其中 VsDeEsβsβ可以通过体积管标准装置的出厂检验报告、查表等方式获得,需要在检定过程中测量的量为 tspstmpm 。因此,在检定过程中应密切注意对压力、温度的监控。

 

通过上述分析发现,检定过程中温度的变化会对测量结果造成一定的影响。文献和文献对检定过程中介质温度变化提出了不能超过±0.5 ℃” 的要求,但是仅保证介质温度的稳定尚不足以确保测量结果的准确。由于体积管处与流量计处温度测量仪表的安装方式及工艺可能不同,造成温度响应时间不同,如果检定过程中有一处的温度尚未达到平衡状态,将对检定结果造成影响。因此,检定开始前应先在较大流量下运行一段时间,同时监控体积管处与流量计处温度的差值,当两处温度差值恒定后方可开始检定。

实际工作中,为方便检定,流量计系统通常会将压力、温度信号通过信号分配器分成两路,一路自用,另一路用于检定。但是信号经过信号分配器后可能会发生改变,可通过更换信号通道的方式,检查经分配后的两路信号是否一致,必要时应放弃使用信号分配器,将温度、压力信号直接接入检定系统,以消除误差。

 

 

4.消气器效果检查

 

为消除原油中的气体对计量结果的影响,根据相关设计规范,可在流量计前安装消气器。如果消气器效果不好,检定介质中会有气体存在。由于气体流动存在不确定性,检定时流量计重复性结果通常会不合格。虽然通过放气等措施可以得到合格的检定数据,但是由于系统中有气体存在,计量数据中包含了该部分气体的体积,会严重损害原油接方的利益。因此,当检定介质中存在气体时,即使流量计合格,整个计量系统的测量数据也已失准,此时计量系统应停止使用,将流量计送外检定也不能发现类似问题。而活动式体积管在线实流检定相比离线检定具有一定的优势,它可以发现计量系统配套仪表、设备存在的问题。