蘆建芬（大慶油田有限責(zé)任公司技術(shù)監(jiān)督中心）

大慶油田油氣水計(jì)量檢定站的水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置由于投產(chǎn)較早及檢定工作量的增加，原有的檢定方式已經(jīng)不適應(yīng)生產(chǎn)需要，長時(shí)間的低效工作浪費(fèi)了大量的電能來做無用的水循環(huán)，決定對原水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，滿足油田生產(chǎn)需求。

1 問題分析

原水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置存在的主要問題：

1） 水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置配置5臺(tái)水泵，功率分別為2臺(tái)30kW和3臺(tái)80kW，能夠提供較大的流量。在檢定各種口徑水流量計(jì)的中小流量點(diǎn)時(shí)，需要較長的檢定時(shí)間，只能有少部分的流量用來檢定，浪費(fèi)了大量的電能來做無用的水循環(huán)。

2）水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置由于設(shè)計(jì)投產(chǎn)時(shí)間較早，裝置的材質(zhì)不適合大慶地區(qū)水質(zhì)堿性大的特點(diǎn)，計(jì)量準(zhǔn)確度和檢定效率較低，每年需要對裝置進(jìn)行大量的維護(hù)工作，造成了人力物力浪費(fèi)。

3）隨著國內(nèi)水流量計(jì)制造技術(shù)和制造水平的不斷提高，產(chǎn)品的更新速度較快，現(xiàn)有的水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置在設(shè)計(jì)工藝和技術(shù)水平上已經(jīng)跟不上新型水流量計(jì)的快速發(fā)展[1]。

2 節(jié)能技術(shù)改造

2.1 針對能源浪費(fèi)進(jìn)行改造

為30kW水泵和80kW水泵各加裝1臺(tái)變頻器，并增加了1臺(tái)功率為10kW的水泵配合30kW水泵工作，年節(jié)電20000kWh。檢定同一臺(tái)水流量計(jì)使用30kW水泵與10kW/30kW水泵配合使用的耗電量對比見表1。

表1 30kW水泵與10kW/30kW水泵配合使用的耗電量對比

2.2 針對水質(zhì)腐蝕性大進(jìn)行改造

設(shè)置單獨(dú)的蓄水池，將水的堿性中和弱化后用于循環(huán)檢定，減輕水對裝置和水泵的腐蝕，減少每年的維護(hù)工作量。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)器放空閥懸空正對蓄水池，且蓄水池在地面以下，是實(shí)驗(yàn)室最低點(diǎn)，日常工作時(shí)難免有些雜質(zhì)落入蓄水池。在設(shè)計(jì)蓄水池時(shí)設(shè)置了兩道阻污墻，一道位于池頂，主要攔截密度小于水的油污、泡沫、塑料等；另一道位于池底，攔截密度大于水的石子等，并在水泵進(jìn)口加裝了過濾網(wǎng)。

2.3 針對工作效率低進(jìn)行改造

1）將原來手動(dòng)控制的水流量計(jì)檢定臺(tái)升級(jí)為串聯(lián)攝像式半自動(dòng)水流量計(jì)檢定臺(tái)，通過電腦控制閥門、表盤圖像智能識(shí)別讀數(shù)配合手動(dòng)控制的形式，既能自動(dòng)檢定也能手動(dòng)檢定，使水流量計(jì)的檢定由原來的1次檢定1臺(tái)提升至4～5臺(tái)，大大提高了小口徑水流量計(jì)的檢定效率，節(jié)約了大量電能。

2）擴(kuò)展了15～50mm口徑水流量計(jì)檢定裝置，增加了65mm、80mm口徑管線，把80mm口徑以下水流量計(jì)集中到一套裝置上檢定。使用原來水流量計(jì)檢定裝置中的工作量器，按國家計(jì)量檢定規(guī)程要求，可以滿足15～65mm旋翼水流量計(jì)和50～80 mm水平螺翼水流量計(jì)的檢定要求，既能保證檢定水流量計(jì)的準(zhǔn)確度，又利用了原有的大部分設(shè)備和工作量器，在檢定中小口徑水流量計(jì)時(shí)，不用啟動(dòng)大口徑裝置和大功率水泵，既節(jié)約了電能，又降低了大口徑裝置的損耗，從而提高水流量計(jì)檢定中的經(jīng)濟(jì)性。

2.4 針對工藝水平落后進(jìn)行改造

1）水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置比水流量計(jì)檢定臺(tái)的準(zhǔn)確度等級(jí)高很多，配套設(shè)備也更精密，所以制造費(fèi)用更高。安裝設(shè)備所需面積大，原有的實(shí)驗(yàn)室在合理規(guī)劃和安置設(shè)備的同時(shí)，可能還要擴(kuò)建或改造實(shí)驗(yàn)室格局。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室自身?xiàng)l件，咨詢了生產(chǎn)商和流量專家，設(shè)計(jì)了一套盡量節(jié)省地上面積的水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，前后試驗(yàn)管段集中安裝在輪盤上，盡量縮短試驗(yàn)管段，其穩(wěn)流性能的缺失由以下3種方法來彌補(bǔ):

◇水泵采用正壓法安裝，進(jìn)口低于蓄水池液面，吸入的水不含或較少含氣泡，減小氣泡對水流態(tài)的干擾；

◇水泵出口安裝穩(wěn)壓裝置，利用裝置內(nèi)空氣對水的擠壓和內(nèi)部溢流板的限制，讓水可以平穩(wěn)流入試驗(yàn)管線；

◇試驗(yàn)管線前端加裝束流管，最大限度地平穩(wěn)水流的流態(tài)。新的設(shè)計(jì)方案解決了實(shí)驗(yàn)室占地面積大和穩(wěn)流穩(wěn)壓等問題，同時(shí)減少資金的投入和日后修護(hù)的費(fèi)用，少安裝了夾表器、換向器、調(diào)節(jié)閥、截止閥等各種主要易耗易損配件，從根本上降低了后期的維修保養(yǎng)成本。

2）高靈敏度滴水水流量計(jì)的檢定是一個(gè)難點(diǎn)。高靈敏度滴水水流量計(jì)量程下限比較小，可以達(dá)到2L/h的滴水流量，為水流量計(jì)檢定臺(tái)配備最小的玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)的最小刻度為5L/h，不能滿足高靈敏度滴水水流量計(jì)小流量的檢定。為此，在水流量計(jì)檢定臺(tái)上增加一套最小刻度1L/h的玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，并定制了一個(gè)1L的工作量器與之配套使用。

3）復(fù)式水流量計(jì)是由大口徑水流量計(jì)旁并聯(lián)1臺(tái)小口徑水流量計(jì)組成的，可以根據(jù)流量大小的變化，自動(dòng)切換流體通過其中1臺(tái)水流量計(jì)。這個(gè)特性造成檢定時(shí)很難在停止檢定瞬間讀到準(zhǔn)確的刻度，只有當(dāng)流體靜止時(shí)可以輕易同時(shí)讀取2臺(tái)表的表盤刻度。改造后的檢定復(fù)式水流量計(jì)裝置流程見圖1。通過在一套水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置背壓管后、換向器前端安裝一個(gè)能夠快速開閉的氣動(dòng)閥門，達(dá)到可以快速開閉截?cái)喙芫€、停止流體流動(dòng)的目的。不檢定復(fù)式水流量計(jì)時(shí)，將氣動(dòng)閥常開即可恢復(fù)裝置原貌。

圖1 改造后的復(fù)式水流量計(jì)檢定裝置流程

3 結(jié)論

經(jīng)過對水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的自動(dòng)化和節(jié)能化技術(shù)改造，僅統(tǒng)計(jì)近3年數(shù)據(jù)，減少用水近5000m3，以工業(yè)用水單價(jià)4.7元/m3計(jì)算，節(jié)約水費(fèi)約23500元；減少用電近2×105kWh，以工業(yè)用電單價(jià)0.908元/kWh計(jì)算，節(jié)約電費(fèi)約18.16萬元，對水流量計(jì)量檢定節(jié)能降耗工作的開展具有重要的意義。

[1]段慧明.液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置[M].北京:中國計(jì)量出版社,2004:42-45.