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異常變化的分析，找出體積管預熱時間短對流量計系數檢定準確性的影響。通過試驗數據提出了體積管檢定時的***佳預熱時間。

1 .問題的提出

1.1 流量計發生系數變化異常的現象根據原油計量交接雙方的協議，在流量計六個月的檢定周期內，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，多次出現首臺流量計相鄰兩月流量計系數的變化達到或接近 0.1%，而隨后校準的 3 臺流量計系數變化較小的現象。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。針對這種數據異常情況我們從以下四個方面進行了檢測和數據驗證，分別為（1）檢定流程（2）檢定操作程序與檢定規程符合程度（3）流量計本身是否存在問題（4）體積管的重復性和穩定性，以便找到原因，從而制定對策消除異常現象，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，過贏量符合規程規定。（4）體積管采用了三項防結蠟措施：體積管室內安裝、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存在問題或結蠟引起流量計系數變化的情況。而且如果體積管存在問題或結蠟，應屬于系統誤差，四臺流量計系數應同時變大或變小。此原因可以排除。

2.2 流量計

（1）常規檢查。流量計運轉聲音正常，表頭數字輪運轉正常。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整器，嚙合正常，日常保養按時進行。檢定脈沖發訊器正常。（2）環境溫度對流量計的影響。腰輪流量計的殼體采用澆鑄成型，澆鑄的材質根據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，材質為普通灰鑄鐵。我們曾使用過的刮板流量計是雙殼體，材質為碳鋼，鋼外殼有進口和出口，內封殼是全壓力平衡，含有轉子、葉片和流量計測量部分。盡管碳鋼的熱膨脹系數略高于灰鑄鐵，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 次的檢定數據集中來分析，在不同季節或季節轉換，環境溫度變化時，流量計系數并無顯著變化（由于數據量大，在此不再列表）。而且在異常變化的 14 次中，只有一次發生在冬春季節之交，因此可排除環境溫度因素的影響。

2.3 體積管

體積管的重復性和穩定性考核。我們采用休哈特控制圖對體積管檢定過程進行統計控制，根據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較多，試驗的數據至少需要 200 個才能繪制，而后者只須 100 個數據即可，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 檢定數據分析

（1）歷次數據統計。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的變化情況與體積管預熱時間進行了統計，四臺流量計的檢定次數為 53 次，流量計系數變化較大共發生了 14 次，占 26.4%，異常變化 11 次均發生在首臺檢定時，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的影響，我們在流量計系數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據準確進行預熱是常識。但預熱時間由于各個現場條件不同并無明確規定。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（由于出現體積管結蠟而采取的防結蠟措施），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，規程上對預熱時間又無明確規定，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校準的復現性的影響，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、環境溫度、介質溫度和介質黏度對于試驗數據的影響，我們選取兩臺在 5#和 6#流量計在 1～2 天時間內完成五個體積管不同預熱時間的數據對比，

2011 年 11 月至 2012 年 5 月做了 4 組數據。

3.2數據分析

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，所獲得的數據重復性大，準確度低，在預熱 2 小時以上的數據重復性較好。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，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的準確性有至關緊要的作用。