取消原油容積式流量計器差調整器的研究與應用

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

關鍵字： 流量計 系數交接 器差調整器 

0 引言 

中國石化管道公司所屬的各外輸計量站，絕大多數在站內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。根據國家的有關規定，用于貿易結算的流量儀表，其準確度等級應為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，確實是個可觀的數據，影響還是很大的。為了提高交接計量的準確性，盡可能實現靠近交接，根據中國石化集團公司的要求和多年來部分計量站開展系數交接的經驗，現管道公司的多數計量站已采用流量計系數法進行原油交接。 

流量計系數交接是采用流量計系數對流量計進行修正。根據JJG667-1997《液體容積式流量計》規定，應在不超過6個月的期限內對流量計進行周期檢定，檢定時如基本誤差超過±0.2%，需要調整流量計的器差調整器。在6個月內，供需雙方每1～2個月對交接的流量計系數進行檢定，根據前后兩次檢定的流量計系數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，系數交接法的實現不僅對現場流量計運行的可靠性提出要求，更主要的是對現場檢定流量計的計量標準（體積管流量標準裝置）的準確度、長期運行的穩定性提出更高的要求。 

1 系數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）。體積管是現場實液檢定流量計的計量標準器，其結構為一根有一定長度且內徑相同的圓管，其內表面經過精密加工后，由計量段、位移器及能精確測定位移器位置的檢測開關等組成。其原理為當原油流經被檢流量計和體積管時，由置換器從兩個檢測開關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。 

體積管的標準容積值是依據JJG209-1994《體積管》進行檢定得出的。用水作為檢定介質來確定標準段的標準容積，并將水標體積換算到標準狀態下作為體積管的基本體積值。體積管經過檢定，重復性應優于0.02%、準確度應優于0.05%。體積管的檢定周期一般為三年。由于體積管準確度高、重復性好，檢定流量計穩定、可靠并可實現在線檢定，因此在國內油品計量中，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JJG677-1997《液體容積式流量計》進行檢定的，規定其基本誤差限為±0.2%，各流量點的重復性應不超過基本誤差的1/3（0.067%）。就原油計量交接的容積式流量計，滿足現有規程的要求并不意味著這些流量計對交接雙方公平、合理，尤其是在實行系數交接的計量站，流量計更好的線性和重復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，每年可能會產生近2萬m3的差量。若采用系數交接，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 系數交接計量中遇到的新問題 

在對新投產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，重復性有時合格，有時超差。經過分析，發現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整器，其修正輸出軸每旋轉一圈排出100L，即發出1000個脈沖，但安裝的器差調整器使流量計發出的脈沖約有1/4為不均勻的。脈沖不均勻的現象是流量計在轉動過程中，轉子轉動到固定區域時，其發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一圈（即100L）的整數倍，不論流量計的脈沖起始計數點落在哪里，每次檢定中所覆蓋不均勻脈沖數的區域也會基本接近。由于該體積管的標準體積與流量計的轉輸比為10.6倍，這就使檢定的每個行程中，覆蓋不均勻脈沖的區域也不一樣。如果每次都能覆蓋不均勻脈沖數的區域，則該流量點的重復性能夠滿足要求。否則，每次檢定脈沖數的差別較大，重復性很容易超出規程的要求。 

現用不同的體積管對同一臺流量計進行檢定，結果見表1、表2。

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

由此可見，用不同的體積管檢定同一臺流量計出現重復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整數倍無法保證流量計重復性的問題，建議采取下列幾種方法： 

1）去掉流量計上的器差調整器，用空器差代替，即直接用流量計系數進行交接計量。這種方法雖然基本誤差超差，但若重復性相當好（如上述表中不過0.022%），遠好于0.067%的規定，則可采用這種方式。且去掉器差調整器后也相應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整數倍的體積管檢定帶空器差調整器流量計的結果。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）檢定數據的算術平均值作為一次檢定數據，以這樣的3次數據計算流量系數及重復性。 

4結論 

去掉流量計上的器差調整器，在原油的交接計量中采用流量計系數交接是可行的。其實在執行API標準的國家，大多數流量計都不裝器差調整器，基本采用流量計系數交接。由于流量計不使用器差調整器，減少了流量計內的一個誤差來源，使得計量更加準確。并且還節約了更換器差調整器的投資，也相應省去了給器差加注潤滑油的維護工作。 

由于流量計出廠時，儀表調整齒輪調整到96%，所以流量計的相對誤差δm基本上在-4.0%左右，如果不用器差調整器，流量計就不能滿足JJG677-1997規程中規定的基本誤差不超過±0.2%的要求。因此，建議在修訂規程時，考慮增加有關流量計系數交接方面的規定。比如，對實行系數交接計量的流量計，規定流量計各流量點的與最小誤差不超過0.3%、各點的重復性不超過0.05%（嚴于檢定規程中的此類要求），而不受基本誤差不超過±0.2%的局限。