翟旭(中國天然氣股份有限公司錦西石化分公司，遼寧葫蘆島125000）

雙向球式體積管水標定及誤差來源分析

翟旭(中國天然氣股份有限公司錦西石化分公司，遼寧葫蘆島125000）

為實現(xiàn)用于成品油出廠質(zhì)量流量的在線檢定，我單位引進了雙向球式體積管作為現(xiàn)場檢定流量計的標準裝置。JJG209－2010《體積管檢定規(guī)程》中規(guī)定，標準體積管重復(fù)要優(yōu)于0.02%，因此確定體積管標準容積值(體積管水標定)過程的各個相關(guān)環(huán)節(jié)都要得到精確、嚴謹?shù)目刂?。本文介紹了體積管的水標定方法，并從容積法檢定體積管所涉及的諸多環(huán)節(jié)出發(fā)，闡述各環(huán)節(jié)可能存在的問題及解決方法，達到減少體積管水標定中誤差的目的。

體積管；水標定；誤差

1 標準體積管的容積法標定

對體積管進行容積法標定時，將體積管的進、出口與流量計工藝管線斷開，接入體積管水標定系統(tǒng)。標準體積管容積法檢定前需要做好以下工作：1.開啟快開盲板，投入球形置換器；2.開啟閥門1到閥門5，啟動水泵，確保水順利流經(jīng)體積管、流量調(diào)節(jié)閥、換向器及標準量器，最后流回蓄水池。經(jīng)過10min的水循環(huán)，濕潤管體及標準器內(nèi)壁，并確認體積管內(nèi)氣體是否排放干凈，氣體排放干凈后關(guān)閉排氣閥。

標準體積管容積法標定步驟如下：1.I號標準器(以下簡稱I)準備狀態(tài)，II號標準器(以下簡稱II)水循環(huán)；2溫度測量，水溫變化在1℃以內(nèi)即可開始標定；3.啟動四通閥，直至置換器觸發(fā)檢測開關(guān)D1，控制換向器電磁閥切換水流入Ⅰ，當(dāng)Ⅰ中的水位即將到達標高時，控制換向器電磁閥切換水流流入II，記錄Ⅰ標高，開啟底閥放水后關(guān)閉，準備再次注水，以同樣的步驟在I、II間切換，直到球形置換器觸發(fā)檢測開關(guān)D2為止完成正向標定，同理完成反向標定；4.球形置換器觸發(fā)起始檢測開關(guān)D1時，讀取體積管進、出口處的壓力值和溫度值并，取其平均值，作為該次檢定的壓力值和溫度值。完成以上步驟即完成一次標準體積管的容積法標定。

2 體積管作業(yè)中的誤差來源

2.1 手動控制流量

手動控制閥門時間掌握不精確，經(jīng)常出現(xiàn)標準量器Ⅰ液體接近灌滿時，量器Ⅱ的滴漏工作還沒有完成的情況，為此需頻繁調(diào)整閥門控制流量。通過在正式水標定前，先試運行以記錄如下幾個時間點的方法，可以降低手動控制流量對水標定結(jié)果的影響。根據(jù)經(jīng)驗時間提前關(guān)閉、開啟閥門，以保證容積測量的準確性：1.注滿一罐標準量器的時間。2.置換球從手動操作四通閥換向開始至運行到第一個檢測開關(guān)時所需的時間及反向運行時間，經(jīng)測試需要歷時3分鐘左右。標定過程中，根據(jù)提前測試好的時間提前5秒鐘關(guān)閉旁通閥，僅用電磁閥的小流量推動球型置換器運行至觸發(fā)檢測開關(guān)D1。3.標準量器的放水時間，放水完畢后應(yīng)按要求滴漏2分鐘再關(guān)閉底閥。

2.2 檢定介質(zhì)中混有氣體

進入檢定系統(tǒng)的氣體會占據(jù)檢定用液體的體積，引入負的附加誤差。一般在確保各環(huán)節(jié)連接嚴密的情況下，空氣還會經(jīng)以其他途徑進入體積管檢定系統(tǒng)，如，體積管檢定前的準備工作不到位，管內(nèi)仍存留空氣；蓄水池、標準量器都直接與大氣相通，水循環(huán)液體高速流動過程中會夾帶空氣進入檢定系統(tǒng)；水泵的吸入口設(shè)置在液面附近，運轉(zhuǎn)造成旋渦，把空氣抽吸到泵內(nèi)而進入檢定系統(tǒng)。因此，可以通過加強準備工作的嚴密度和對檢定系統(tǒng)的改造來消除氣體對體積管檢定的影響：1.在檢定系統(tǒng)中配備有效的排氣設(shè)施，檢定前必須有足夠的水循環(huán)時間以確保氣體排放干凈。2.蓄水池的改造，將水泵吸入口和標準量器泄放口隔離開，保證標準量器泄放的水在重新進入體積管前有足夠的時間排出氣泡。3.蓄水池的改造，將水泵的吸入口放置在蓄水池的最低點，檢定過程中保持蓄水池為滿水狀態(tài)。

2.3 標準容積測量誤差

漏失量即檢定用液的丟失，會引入正的附加誤差。檢定前應(yīng)按相關(guān)規(guī)定進行嚴格的檢驗，確保無濺水、漏水和存水的現(xiàn)象。此外，球形置換器在體積管內(nèi)運行過程中其前后存在一定的壓差，如果置換器的過盈量小，液體就會從置換器的后面滲到前面來，造成測量誤差。因此要放置這一情況就必須保證球形置換器表面光滑無劃痕、未發(fā)生形變、直徑大于體積管標準管段內(nèi)徑的2%～4%?？捎门鋫涞那蛞?guī)對球形置換器做多方位精細的測量，以確保球形置換器有符合要求的圓度。

2.4 長期運行殘留量

日常利用體積管在線檢定流量計的介質(zhì)為汽油和柴油，水和汽、柴油，其物理性質(zhì)與水的黏度差異較大。對粘度不同的介質(zhì)，球形置換器在體積管內(nèi)運行時在管壁上殘留的液體量是不同的，這樣會導(dǎo)致標準體積管不確定度的增大。因此體積管標定前需要清洗管內(nèi)殘留量，體積管的清洗方式間接影響到體積管的標定和體積管容積值的變化，因此需要在清洗中選擇合適的清洗劑、清洗水溫和清洗時間。

2.5 其他問題

水標定過程中，體積管標準體積值受標準量器、體積管的壁溫及管內(nèi)液體壓力準確度的影響。因此，要注意使用準確度符合要求的溫度計和壓力表，同時應(yīng)保證溫度、壓力值讀數(shù)的準確性，必要時應(yīng)對管路采取保溫措施，以減少檢定時環(huán)境溫度變化的影響。

3 結(jié)語

為確保成品油出廠流量量值傳遞的準確可靠，維護計量交接雙方的經(jīng)濟利益，必須保證體積管的使用性能處于其最佳狀態(tài)。體積管容積法標定過程復(fù)雜，影響體積管檢定誤差的因素較多，操作人員應(yīng)在檢定前仔細檢查每一個易產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)，在檢定中操作謹慎嚴謹，保證檢定結(jié)果的準確性。

[1] JJG 209-2010體積管檢定規(guī)程[S].

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