體積管預熱時間對流量計檢定準確性的影響

本方通過對使用體積管校準流量計時流量計系數(shù)異常變化的分析，找出體積管預熱時間短對流量計系數(shù)檢定準確性的影響。通過試驗數(shù)據(jù)提出了體積管檢定時的***佳預熱時間。

1 .問題的提出

1.1 流量計發(fā)生系數(shù)變化異常的現(xiàn)象根據(jù)原油計量交接雙方的協(xié)議，在流量計六個月的檢定周期內(nèi)，雙方對在用的四臺流量計每月進行校準，所獲得的流量計系數(shù)用于原油計量交接使用。原油計量檢定站從 2010 年 4 月份新的體積管和流量計投入使用后，在流量計檢定或校準時，多次出現(xiàn)首臺流量計相鄰兩月流量計系數(shù)的變化達到或接近 0.1%，而隨后校準的 3 臺流量計系數(shù)變化較小的現(xiàn)象。對于檢定周期為六個月，準確度為 0.1 級，新投用的流量計而言，這個變化應屬于異常情況，影響流量計的檢定準確度。針對這種數(shù)據(jù)異常情況我們從以下四個方面進行了檢測和數(shù)據(jù)驗證，分別為（1）檢定流程（2）檢定操作程序與檢定規(guī)程符合程度（3）流量計本身是否存在問題（4）體積管的重復性和穩(wěn)定性，以便找到原因，從而制定對策消除異?，F(xiàn)象，提高檢定準確度。

2.原因分析

2.1 檢定流程

（1）檢定流程只在流量計檢定時使用，不作為日常流程使用，保證了其作為標準裝置的準確度。（2）對檢定流程進行試壓，檢測流程中連接的各閥門的密封性。檢測結(jié)果閥門密封性合格，無漏失。（3）對使用的檢定球進行檢測，檢定球無變形，測量其直徑，過贏量符合規(guī)程規(guī)定。（4）體積管采用了三項防結(jié)蠟措施：體積管室內(nèi)安裝、主體保溫和運行前摻水預熱。

綜合以上四個方面，不存在體積管檢定系統(tǒng)存在問題或結(jié)蠟引起流量計系數(shù)變化的情況。而且如果體積管存在問題或結(jié)蠟，應屬于系統(tǒng)誤差，四臺流量計系數(shù)應同時變大或變小。此原因可以排除。

2.2 流量計

（1）常規(guī)檢查。流量計運轉(zhuǎn)聲音正常，表頭數(shù)字輪運轉(zhuǎn)正常。停運后打開表頭查看累加裝置，尤其是減速齒輪裝置和精度調(diào)整器，嚙合正常，日常保養(yǎng)按時進行。檢定脈沖發(fā)訊器正常。（2）環(huán)境溫度對流量計的影響。腰輪流量計的殼體采用澆鑄成型，澆鑄的材質(zhì)根據(jù)其所承受的壓力來確定。我站使用的流量計壓力等級為 1.6MPa，材質(zhì)為普通灰鑄鐵。我們曾使用過的刮板流量計是雙殼體，材質(zhì)為碳鋼，鋼外殼有進口和出口，內(nèi)封殼是全壓力平衡，含有轉(zhuǎn)子、葉片和流量計測量部分。盡管碳鋼的熱膨脹系數(shù)略高于灰鑄鐵，但由于腰輪流量計為單殼體，這種類型的流量計是否受環(huán)境溫度變化影響較大呢？從 2010 年 4 月至 2012 年 9 月四臺流量計 35 次的檢定數(shù)據(jù)集中來分析，在不同季節(jié)或季節(jié)轉(zhuǎn)換，環(huán)境溫度變化時，流量計系數(shù)并無顯著變化（由于數(shù)據(jù)量大，在此不再列表）。而且在異常變化的 14 次中，只有一次發(fā)生在冬春季節(jié)之交，因此可排除環(huán)境溫度因素的影響。

2.3 體積管

體積管的重復性和穩(wěn)定性考核。我們采用休哈特控制圖對體積管檢定過程進行統(tǒng)計控制，根據(jù)控制圖的形狀來判斷其檢定過程是否存在異常因素，以便于查明體積管是否存在異常。控制圖分為平均值—標準偏差控制圖和平均值—極差控制圖。由于前者要求測量次數(shù)較多，試驗的數(shù)據(jù)至少需要 200 個才能繪制，而后者只須 100 個數(shù)據(jù)即可，因此我們采用平均值—極差控制圖來進行實驗和分析。

我們選用一臺流量計，在重復性條件下使用體積管進行檢定，每次測量 5 次，共測量 20 組。

2.4 檢定數(shù)據(jù)分析

（1）歷次數(shù)據(jù)統(tǒng)計。四臺流量計的校準順序隨機，一般是先倒入運行兩臺中的一臺，在體積管預熱后 1 小時進校準臺流量計。每一臺流量計的校準時間約為 1 小時，依次類推，第二至第四臺開始校準的時間分別為體積管預熱后 2 小時、3 小時和 4 小時。我們把四臺流量計從 2011 年 1 月至 2012 年 3 月共 16 次的檢定或校準系數(shù)的變化情況與體積管預熱時間進行了統(tǒng)計，四臺流量計的檢定次數(shù)為 53 次，流量計系數(shù)變化較大共發(fā)生了 14 次，占 26.4%，異常變化 11 次均發(fā)生在首臺檢定時，占 78.6%。因此體積管的預熱時間對流量計系數(shù)的變化有明顯影響。（2）原因確認。為了進一步確認體積管預熱時間短對流量計系數(shù)的影響，我們在流量計系數(shù)變化較大的情況下對同一臺流量計做了兩個對比，由此得知，體積管預熱時間是影響流量計異常變化的主要原因。

3.確認***佳體積管預熱時間試驗

計量器具在檢定或校準前為保證數(shù)據(jù)準確進行預熱是常識。但預熱時間由于各個現(xiàn)場條件不同并無明確規(guī)定。具體到流量計檢定工作來說，在 2009 年體積管更換前，由于體積管未采取保溫和通油前摻水預熱措施（由于出現(xiàn)體積管結(jié)蠟而采取的防結(jié)蠟措施），原油進入室溫體積管后，體積管和流量計的溫度平衡時間需要 1.5 至 2 小時，因此預熱時間基本滿足了要求。但由于檢定流量計涉及原油交接雙方，規(guī)程上對預熱時間又無明確規(guī)定，在實際操作中常成為爭議的焦點。下面我們想通過試驗，測試一下預熱時間長短對流量計系數(shù)校準的復現(xiàn)性的影響，從而找到***佳預熱時間，減小計量誤差。

3.1 試驗的設計

為了消除流量計本身變化、環(huán)境溫度、介質(zhì)溫度和介質(zhì)黏度對于試驗數(shù)據(jù)的影響，我們選取兩臺在 5#和 6#流量計在 1～2 天時間內(nèi)完成五個體積管不同預熱時間的數(shù)據(jù)對比，

2011 年 11 月至 2012 年 5 月做了 4 組數(shù)據(jù)。

3.2數(shù)據(jù)分析

體積管在溫度平衡即體積管投運 30 分鐘時進行流量計檢定，所獲得的數(shù)據(jù)重復性大，準確度低，在預熱 2 小時以上的數(shù)據(jù)重復性較好。因此流量計檢定或校準時較低預熱時間為 2 小時，***佳預熱時間為 4 小時至 24 小時。

4 .結(jié)語

對于使用體積管作為日常輸油流程來說，體積管一直處于運行狀態(tài)，預熱時間的長短對流量計的檢定或校準幾乎沒有影響。當體積管只在檢定流量計時才倒入使用的情況下，尤其是在采用了保溫等防蠟措施的時候，通過現(xiàn)場測試對比來選擇正確的預熱時間對于檢定的流量計系數(shù)的準確性有至關緊要的作用。