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[摘要]質(zhì)量流量計被廣泛用于石油化工產(chǎn)品的貿(mào)易交接計量中，雖然質(zhì)量流量計具有相對準(zhǔn)確、耐用及智能化的優(yōu)點，但是在實際的應(yīng)用中，仍存在不少問題。如果不能正確、適當(dāng)?shù)丶右越鉀Q，將影響質(zhì)量流量計應(yīng)用的效果。對影響質(zhì)量流量計計量結(jié)果的因素(如檢定、應(yīng)力補(bǔ)償、介質(zhì)氣化、應(yīng)力等)進(jìn)行了實驗分析，提出了質(zhì)量流量計在實際應(yīng)用中應(yīng)注意的事項。
1前言
　　質(zhì)量流量計在實際應(yīng)用中會受到選型、安裝、工藝條件變化、更換配件等因素的影響而導(dǎo)致不能準(zhǔn)確計量，從而產(chǎn)生計量糾紛或造成效益流失。因此，對影響質(zhì)量流量計計量結(jié)果的因素進(jìn)行分析，并加以控制，使其滿足質(zhì)量流量計在生產(chǎn)實際工況下的計量條件，對質(zhì)量流量計的準(zhǔn)確計量具有重要意義。
2實驗分析
　　借助企業(yè)內(nèi)建立的流量檢定裝置和相關(guān)技術(shù)力量，結(jié)合質(zhì)量流量計的實際應(yīng)用情況，對其計量結(jié)果的影響因素開展各種相關(guān)現(xiàn)場試驗，評估其影響程度，找到控制方法，使相關(guān)因素對計量結(jié)果的影響降到最低，以確保質(zhì)量流量計的計量準(zhǔn)確[1]。
2.1檢定[2]
　　檢定是保證量值溯源符合計量要求的首要環(huán)節(jié)，根據(jù)計量技術(shù)法規(guī)的要求，流量計在首次投用前必須由具備資質(zhì)的檢定機(jī)構(gòu)檢定合格才能投入使用，確保流量計的精度符合要求，保證流量量值統(tǒng)一。由于現(xiàn)場客觀條件的影響以及流量計在設(shè)計和制造過程中的工藝、材料和裝配可能存在的問題，流量計在使用一段時期后，計量特性會出現(xiàn)變化，精度等級下降，導(dǎo)致不能滿足計量要求。從檢定機(jī)構(gòu)多年的流量計檢定數(shù)據(jù)可知，有的流量計在周期檢定中穩(wěn)定性及重復(fù)性較好，但有的流量計在周期檢定中出現(xiàn)超差，需要對流量系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使示值誤差符合要求，所以，為了保證流量計的準(zhǔn)確可靠，必須對流量計進(jìn)行周期檢定。對于貿(mào)易交接的質(zhì)量流量計，其檢定周期一般都定為1年。
2.2壓力變化
　　質(zhì)量流量計在工作時，由于介質(zhì)壓力的變化會造成測量管形變，壓力增大時測量管膨脹，壓力降低時，測量管收縮。從質(zhì)量流量計的結(jié)構(gòu)原理上看，測量管的變形，會對測量結(jié)果產(chǎn)生誤差。為了掌握壓力變化及壓力補(bǔ)償對測量結(jié)果的影響，進(jìn)行了有關(guān)試驗。受檢定裝置能力的限制，只能做0.6MPa以下的壓力補(bǔ)償試驗。用擴(kuò)展不確定度為0.05%的稱重法標(biāo)準(zhǔn)裝置，介質(zhì)為清水，對兩種不同型號規(guī)格的質(zhì)量流量計在0.45MPa和0.6MPa的壓力下進(jìn)行了壓力補(bǔ)償效果的比對試驗[3]。
2.2.1試驗1
試驗數(shù)據(jù)見表1~3，試驗曲線圖見圖1~3。






　　由試驗1可知，在0.1MPa壓力時，質(zhì)量流量計與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差在-0.032%~0.042%之間；在0.45MPa壓力時，該型號質(zhì)量流量計與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差在-0.017%~0.016%之間，進(jìn)行壓力補(bǔ)償后，誤差在0.003%~0.038%之間；在0.6MPa壓力時，該型號質(zhì)量流量計與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差在-0.018%~0.018%之間，進(jìn)行壓力補(bǔ)償后，誤差在0.017%~0.058%之間。
2.2.2試驗2
　　試驗數(shù)據(jù)見表4~6，試驗曲線圖見圖4~6。
　　由試驗2可知，在0.1MPa壓力時，質(zhì)量流量計與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差在-0.013%~0.147%之間；在0.45MPa壓力時，該型號質(zhì)量流量計與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差在0.059%~0.120%之間，進(jìn)行壓力補(bǔ)償后，誤差在0.082%~0.149%之間；在0.6MPa壓力時，該型號質(zhì)量流量計與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差在0.036%~0.099%之間，進(jìn)行壓力補(bǔ)償后，誤差在0.081%~0.142%之間。
　　通過對兩種不同型號規(guī)格的質(zhì)量流量計的壓力補(bǔ)償試驗，可知：在壓力為(0.1~0.6)MPa時，質(zhì)量流量計與標(biāo)準(zhǔn)器的誤差基本在±0.2%范圍內(nèi)，可滿足精度要求。在加上壓力補(bǔ)償后，誤差整體往正偏差方向偏移，且壓力補(bǔ)償?shù)牟钪挡⒎蔷�性變化。
各種流量計的壓力補(bǔ)償系數(shù)并不相同，對于補(bǔ)償系數(shù)較小的流量計，如果使用工況壓力較小，因不進(jìn)行壓力補(bǔ)償也能確�！�0.2%的精度，則可以不進(jìn)行壓力補(bǔ)償。如果使用工況壓力大，致使測量結(jié)果誤差增大，則需引入壓力補(bǔ)償。在進(jìn)行壓力補(bǔ)償時，





2.3介質(zhì)氣化
　　質(zhì)量流量計在測量某些液體介質(zhì)如液態(tài)烴、汽油等時，由于這些介質(zhì)容易氣化，致使測量結(jié)果不準(zhǔn)確，氣化嚴(yán)重時甚至無法測量。因氣液兩相破壞了質(zhì)量流量計測量管的振動平衡，就要求驅(qū)動線路輸出更多的能量來保持測量管的正常振動，而傳感器受本身安全的限制使供給驅(qū)動管電流的增大也受到限制，一旦測量管不能維持正常振動，質(zhì)量流量計就無法正常測量。
　　為了探討質(zhì)量流量計在介質(zhì)出現(xiàn)氣化時的計量變化情況，做了一些相關(guān)的試驗。選取清水(密度997.5kg/m3)作為試驗流體，將標(biāo)準(zhǔn)裝置的流量固定在(34~35)t/h，在被檢的質(zhì)量流量計的上游一側(cè)注入凈化風(fēng)(如圖7所示)，并觀察流量計顯示的傳感器驅(qū)動及介質(zhì)密度隨注入凈化風(fēng)量逐漸增大的變化情況，同時觀察被檢流量計讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)器示值的差異率變化情況。



　　由表7和圖8可知，隨著注入凈化風(fēng)量的逐漸增大，流過質(zhì)量流量計的介質(zhì)密度逐漸減小，表征介質(zhì)由帶氣逐漸變?yōu)闅庖簝上�，同時流量計傳感器驅(qū)動也逐漸增大，流量計讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)器讀數(shù)誤差增大。當(dāng)介質(zhì)密度變?yōu)?50kg/m3時，傳感器驅(qū)動變?yōu)?0~90，流量計報警燈變?yōu)辄S燈、綠燈交替出現(xiàn)，流量計計量誤差為負(fù)偏差，達(dá)到-5.690%。因此，在用質(zhì)量流量計計量容易氣化的介質(zhì)時，必須嚴(yán)密關(guān)注介質(zhì)密度和傳感器驅(qū)動的變化，加強(qiáng)工藝控制，防止介質(zhì)氣化。
2.4應(yīng)力實驗
　　質(zhì)量流量計如果未能規(guī)范安裝，則容易產(chǎn)生應(yīng)力，對計量結(jié)果造成影響。比如流量計與法蘭之間空隙較大，容易產(chǎn)生拉伸應(yīng)力；或者法蘭與流量計未能同心同軸，則容易造成法蘭錯位應(yīng)力。
2.4.1拉伸實驗
　　將質(zhì)量流量計放在兩端固定好的管道上，讓質(zhì)量流量計兩端法蘭與管道兩端法蘭有一定的距離，中間加多塊石棉墊，防止漏水，緊固法蘭，使質(zhì)量流量計產(chǎn)生應(yīng)力。通過實驗觀測應(yīng)力對質(zhì)量流量計計量結(jié)果的影響。具體數(shù)據(jù)見表8~9，曲線圖見圖9~10。


　　由實驗可知，兩種型號的質(zhì)量流量計，在兩端拉伸產(chǎn)生應(yīng)力時，其計量結(jié)果會受到影響，尤其在低流量(12t/h和6t/h)時，兩種型號的質(zhì)量流量計的計量誤差分別為-0.945%和-1.032%，流量增大后，質(zhì)量流量計的計量誤差變小，但也非線性關(guān)系。
2.4.2法蘭錯位實驗
　　將質(zhì)量流量計入口端的法蘭抬高，見圖11，將質(zhì)量流量計出口側(cè)法蘭壓低，見圖12，使質(zhì)量流量計兩端法蘭與管線兩端法蘭不同心同軸而產(chǎn)生應(yīng)力，觀測其對質(zhì)量流量計計量結(jié)果的影響。實驗數(shù)據(jù)見表10~11，曲線圖見圖13~14。




　　由實驗可知，兩種型號的質(zhì)量流量計，在法蘭錯位安裝時，由于應(yīng)力的作用，對質(zhì)量流量計的計量結(jié)果會產(chǎn)生影響，在較高流量(20t/h、40t/h)時計量誤差分別為0.256%和0.323%，流量與質(zhì)量流量計計量誤差呈非線性關(guān)系。
2.5更換核心處理器
　　由于質(zhì)量流量計的核心處理器的故障率較高，在日常維護(hù)中經(jīng)常是現(xiàn)場更換核心處理器，然后隨即投入使用，但是更換核心處理器后，是否對質(zhì)量流量計的計量誤差產(chǎn)生影響呢？針對這個問題，開展了對核心處理器更換后的質(zhì)量流量計計量誤差比較試驗。在多次試驗后，抽取了其中三組有問題數(shù)據(jù)，見表12~13、圖15。


　　由實驗可知，更換核心處理器可能對質(zhì)量流量計計量誤差產(chǎn)生超±0.2%的影響，最大誤差超過4%。同時，發(fā)現(xiàn)越舊型號的質(zhì)量流量計，更換核心處理器后，出現(xiàn)超差的幾率較大，而最新型號的質(zhì)量流量計在更換核心處理器后出現(xiàn)超差的幾率較小。
3質(zhì)量流量計在實際應(yīng)用中應(yīng)注意的事項
　　要使質(zhì)量流量計在實際應(yīng)用中能夠準(zhǔn)確計量，需要注意的事項有很多，結(jié)合前文實際應(yīng)用經(jīng)驗，對質(zhì)量流量計的實際應(yīng)用，應(yīng)注意以下方面：
3.1選型
　　應(yīng)根據(jù)測量介質(zhì)的類別特性以及實際工況條件選擇合適的質(zhì)量流量計。從滿足流量范圍和允許壓力損失角度考慮選擇流量計公稱直徑，若流量太小，計量誤差就大；流量太大，壓損也會急劇增大。實際工況的流量應(yīng)在質(zhì)量流量計額定流量的20%~50%小流量一般不低于流量計額定流量的10%，這樣既保證了質(zhì)量流量計在小流量時的測量精度,又保證了在大流量時壓損盡可能小。
3.2安裝
　　質(zhì)量流量計的安裝要遠(yuǎn)離電磁干擾、安裝位置應(yīng)避免振動以及避免產(chǎn)生應(yīng)力。質(zhì)量流量計兩端法蘭與管線同心同軸，接口兩端法蘭螺絲孔對齊不扭轉(zhuǎn)，法蘭面保持平行且預(yù)留間距準(zhǔn)確不宜過大。當(dāng)測量液體時，傳感器外殼應(yīng)朝下安裝，以避免空氣集聚在流量管內(nèi)，影響質(zhì)量流量計的測量精度；當(dāng)測量液體漿料時，傳感器應(yīng)采用旗式垂直安裝，以避免顆粒聚積在流量管內(nèi)。工藝介質(zhì)應(yīng)由下往上流動以避免噴流空管；當(dāng)測量氣體時，傳感器外殼應(yīng)朝上安裝，以避免冷凝水集聚在流量管內(nèi)，影響質(zhì)量流量計的測量精度。
3.3周期檢定[4]
　　質(zhì)量流量計應(yīng)周期檢定以確保量值溯源準(zhǔn)確，同時，在工況主量程點應(yīng)趨零檢定。
3.4工藝控制
　　工藝條件的變化常常對質(zhì)量流量計的計量結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，要使工藝條件滿足質(zhì)量流量計的計量要求。關(guān)于壓力補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行，如對于長輸管線成品油計量交接使用的流量計大多需要在2MPa以上壓力下運行，由于超過0.6MPa以上壓力補(bǔ)償未經(jīng)實驗分析，因此，無論采取動態(tài)還是靜態(tài)補(bǔ)償，都應(yīng)通過反復(fù)多次與檢罐或其他計量方式進(jìn)行比對后，作出選擇。此外，要重點解決介質(zhì)氣化問題，因為氣化引起的誤差相對較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出允許誤差的范圍，所以，要控制好工藝保證介質(zhì)滿管輸送，流量計背壓大于介質(zhì)飽和蒸汽壓。
3.5日常巡檢維護(hù)
　　通過日常巡檢維護(hù)，使質(zhì)量流量計參數(shù)設(shè)置符合工藝狀況，如檢查傳感器驅(qū)動是否正常、零點是否漂移，所設(shè)置的工作參數(shù)是否發(fā)生了變化等，若發(fā)現(xiàn)問題則應(yīng)采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行修正，確保質(zhì)量流量計健康運行，準(zhǔn)確計量。

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