旋進(jìn)旋渦流量計檢定方式和計量特性的研究

李 軍王秀英

1.西安石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 （陜西 西安 710065）2.中原油田分公司 天然氣產(chǎn)銷廠 （河南 濮陽 457001）

旋進(jìn)旋渦流量計檢定方式和計量特性的研究

李 軍1王秀英2

1.西安石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院 （陜西 西安 710065）2.中原油田分公司 天然氣產(chǎn)銷廠 （河南 濮陽 457001）

近年來隨著傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展和流量計量理論的逐步完善，各種新型的計量儀表相繼問世。其中以旋進(jìn)旋渦流量計最具代表性。旋進(jìn)旋渦流量計集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，實(shí)現(xiàn)了溫度、壓力和壓縮因子等參數(shù)的自動補(bǔ)償，因其自身的特點(diǎn)和優(yōu)越的性能（如體積小、部件少、計量方便、功耗低、量程范圍寬等優(yōu)點(diǎn)），旋進(jìn)旋渦流量計越來越受到人們的重視和認(rèn)可。并在中小流量油氣計量領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但由于該流量計出現(xiàn)相對較晚，未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化程度，且其內(nèi)部器件高度集成（壓力傳感器、溫度傳感器都不可拆卸單獨(dú)檢定或校準(zhǔn)），所以旋進(jìn)旋渦流量計檢定或校準(zhǔn)備受關(guān)注。

流量測量儀表的檢定或校準(zhǔn)是流量量值傳遞或溯源鏈中最重要的環(huán)節(jié)。天然氣計量一般采用天然氣實(shí)流離線檢定和空氣離線檢定兩種方式。目前國內(nèi)普遍采用空氣離線檢定進(jìn)行溯源，即以空氣為介質(zhì)，在微正壓或微負(fù)壓的條件下，對儀表進(jìn)行離線檢定；天然氣實(shí)流離線檢定則以天然氣為介質(zhì)，在接近流量計的實(shí)際運(yùn)行條件下對流量的壓力、溫度、氣質(zhì)組分和流量總量進(jìn)行動態(tài)量值溯源，綜合評定流量儀表的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性等。

旋進(jìn)旋渦流量計兩種檢定方式的差異及其對比分析

1 旋進(jìn)旋渦流量計的空氣離線檢定和天然氣實(shí)流檢定之間的差異

（1）兩種檢定方式存在的差異

溯源過程中，對于同一臺旋進(jìn)旋渦流量計，經(jīng)空氣離線檢定出具的流量相對誤差和天然氣實(shí)流檢定出具的流量相對誤差相差很大。表1是編號為611043的旋進(jìn)旋渦流量計，分別經(jīng)河南安陽燃?xì)庥嬃空荆諝怆x線檢定）檢定出具的原始數(shù)據(jù)和中原油田天然氣產(chǎn)銷廠天然氣大流量站（天然氣離線檢定）出具的原始數(shù)據(jù)。

表1 空氣離線檢定和天然氣實(shí)流檢定數(shù)據(jù)比對表

從表1和圖1可以看出，空氣離線檢定和天然氣實(shí)流檢定的結(jié)果相差很大，這是因?yàn)榭諝怆x線檢定時沒有對旋進(jìn)旋渦流量計的壓力、溫度變送器進(jìn)行校準(zhǔn)比對，其檢定結(jié)果是旋渦頻率傳感器的相對誤差；天然氣實(shí)流檢定的結(jié)果是整個流量計的相對誤差（包括頻率傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器），是對旋進(jìn)旋渦流量計的整體評價。

（2）空氣離線檢定不能檢測出旋進(jìn)旋渦流量計的異常情況

空氣離線檢定不能檢測出旋進(jìn)旋渦流量計的壓力、溫度傳感器的性能。而壓力、溫度是流量補(bǔ)償?shù)闹匾獏?shù)，尤其壓力對流量影響更為直接。

表2為中國航空工業(yè)流量計量站 （空氣離線檢定）對編號為611021的旋進(jìn)旋渦流量計用20 000L鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定后出具的原始數(shù)據(jù)。由此可見，壓力顯示值與被測介質(zhì)的壓力相差較大。

該旋進(jìn)旋渦流量計和中國航空工業(yè)流量計量站的標(biāo)準(zhǔn)表相對誤差在0.3%以內(nèi)，檢定出的系數(shù)和出廠的儀表系數(shù)相對誤差在0.6%以內(nèi)，中國航空工業(yè)流量計量站 （空氣離線檢定）判定該臺儀表檢定合格。

表2 中國航空工業(yè)流量計量站檢定出具的原始數(shù)據(jù)

表3 天然氣實(shí)流檢定裝置出具的檢定數(shù)據(jù)

表3是中原油田天然氣產(chǎn)銷廠大流量站 （天然氣實(shí)流檢定）對編號為611021的旋進(jìn)旋渦流量計進(jìn)行檢定后出具的原始數(shù)據(jù)。

表中數(shù)據(jù)顯示，被檢表流量和標(biāo)準(zhǔn)表流量相差很大，平均流量相對誤差在-33%左右。判定該旋進(jìn)旋渦流量計不合格。在實(shí)際應(yīng)用過程中，壓力傳感器故障占70%以上，常見壓力傳感器問題有：

①現(xiàn)在大部分檢定站（空氣離線檢定）都只對頻率傳感器進(jìn)行檢定，沒有壓力傳感器檢定手段，因此廠家對壓力傳感器檢測重視不夠，壓力傳感器質(zhì)量不好，導(dǎo)致所測壓力與實(shí)際壓力偏差較大；②壓力傳感器取壓口關(guān)閉或半關(guān)閉，導(dǎo)致所測壓力比實(shí)際壓力低；③所測氣質(zhì)較臟，造成取壓口堵塞，所測壓力低于實(shí)際壓力。在新購置的旋進(jìn)旋渦流量計或經(jīng)過空氣離線檢定后的流量計，應(yīng)進(jìn)行實(shí)流離線檢定才可現(xiàn)場安裝使用。天然氣實(shí)流離線檢定可以判斷出旋進(jìn)旋渦流量計出現(xiàn)的異常情況，并且可檢查出發(fā)生異常情況的部件。旋進(jìn)旋渦流量計應(yīng)做到整體檢定，即包括壓力、溫度、頻率等各個參數(shù)的實(shí)流檢定。只有這樣，才能對該流量計的整體性能做出正確評價。從計量學(xué)的角度來看，天然氣實(shí)流離線檢定最符合流量量值的動態(tài)溯源特征，它充分考慮了物性參數(shù)、操作條件、安裝條件、環(huán)境條件等因素的影響，使檢定條件與實(shí)際使用條件一致，因此，在天然氣貿(mào)易計量中應(yīng)盡可能采用這種檢定方法，它也是天然氣流量檢定方式的發(fā)展方向。

2 旋進(jìn)旋渦流量計的耐臟污特性分析

旋進(jìn)旋渦流量計的壓力傳感器、脈沖傳感器、旋渦發(fā)生器、旋渦除旋器與天然氣直接接觸，天然氣中臟污雜質(zhì)就會粘附在旋進(jìn)旋渦流量計的部件上，因此，臟污對流量計有無影響，則對儀表選型和確定儀表的維護(hù)保養(yǎng)周期有至關(guān)重要的意義。表4和圖2、圖3是旋進(jìn)旋渦流量計臟污清洗前后流量的比對數(shù)據(jù)。

旋進(jìn)旋渦流量計的流量數(shù)據(jù)受臟污影響比較大的清洗后誤差會變小，在使用過程中，應(yīng)視氣質(zhì)情況而進(jìn)行定期清洗。一般旋進(jìn)旋渦流量計的取壓口，頻率傳感器、旋渦發(fā)生器、旋渦除旋器等部件易臟污，清洗時應(yīng)特別注意不要損壞這些部件，以免影響正常計量。

結(jié)論及應(yīng)用

表4 旋進(jìn)旋渦流量計臟污清洗前后流量的比對數(shù)據(jù)

綜上所述，結(jié)合旋進(jìn)旋渦流量計的特性，對旋進(jìn)旋渦流量計提出以下建議和措施，以保障旋進(jìn)旋渦流量計正常運(yùn)行，提高旋進(jìn)旋渦流量計的準(zhǔn)確度，達(dá)到準(zhǔn)確計量的目的。

（1)采用天然氣實(shí)流檢定，可避免因壓力傳感器、溫度傳感器等故障導(dǎo)致的流量計量偏差。

（2)旋進(jìn)旋渦流量計在使用過程中，對壓力、溫度與管道上的壓力表、溫度計的測量值進(jìn)行比較，可以及時發(fā)現(xiàn)由于壓力和溫度的偏差造成的流量輸差。

（3）旋進(jìn)旋渦流量計的臟污，尤其頻率傳感器臟污后會使流量結(jié)果偏低。因此，使用單位應(yīng)視氣源臟污情況制定相應(yīng)的日常管理制度，避免儀表臟污造成經(jīng)濟(jì)上的損失。

李軍（1970-）,男，在讀碩士研究生，主要從事技術(shù)監(jiān)督和油氣田環(huán)境監(jiān)測與污染治理研究工作。

??栓琴

2010-05-04