刮板流量計檢定溫度和流量計系數的相關性討論與應用

梁　昱

(安慶石油化工總廠計量中心，安慶 246001)

0　引言

在目前國內原油的大宗貿易中，供需雙方大多采用以刮板流量計為主要手段的動態(tài)計量交接方式。這種方式的優(yōu)勢在于，流量計材質受溫度影響小，變形微乎其微，通過的單位液體容積量恒定；經過現場工作壓力、工作溫度等一系列的修正，最終計算出的油量較靜態(tài)計量方式所測得油量更切合實際，在一定程度上保障了交接計量的準確性。

然而，流量計在長期使用過程中總會受到油品特性、溫度、材質、工藝等因素的影響，從而增大計量誤差。為了減小這種誤差，需要對流量計進行周期檢定。以流量計系數法進行動態(tài)計量交接時，檢定結果往往以流量計系數的方式體現出來。流量計系數法，是基于流量計線性、穩(wěn)定性、重復性等技術性能都很好的前提下，以誤差趨近于零的思路，采用系數把±0.2%的誤差消除掉的一種方法。這種方法可以提高交接計量準確性，通過修正流量計在某一流量下指示值與標準值之間存在的偏差，實現交接誤差趨于零。交接雙方按照流量計系數的變化情況，定期對流量計的結算量進行修正。溫度作為刮板流量計檢定中的一項重要參數，對流量計系數有著什么樣的影響，進而如何影響補差量和日常的交接量，在油品價格高企的今天，備受煉化企業(yè)的關注。

1　運用散布圖和相關系數判斷檢定溫度對流量計系數的影響

1.1　數據背景

安慶石化于2005年底開通原油管線，采用三臺SMITH產LH8-S6型刮板流量計作為輸油體積的交接計量設備。為實現流量計的在線檢定，配套采用了SMITH廠家提供的雙向式體積管及檢定軟件，原則上每月都對流量計進行在線檢定，以流量計系數進行交接量、補差量的結算。在檢定時，待檢流量計切換到與標準體積管連通的狀態(tài)，關閉其余兩臺流量計與標準體積管的連通閥門，以實現3臺流量計的逐臺檢定。每次檢定取3個流量點：100，200，300m3/h，通過逐點檢定，確定整臺流量計的系數曲線，從而對日常交接量進行修正，對前期輸油量補足差額。

2010年10月至2013年8月，用于安慶石化管輸原油交接計量的刮板流量計共進行了32次在線檢定。在此期間，3臺流量計的平均流量在200m3/h左右。

1.2　判斷過程

為便于統(tǒng)計分析，我們將檢定溫度以xi代替，將200m3/h的流量計系數以yi代替。為增強實驗的代表性，我們對3臺流量計的數據分別進行統(tǒng)計分析，觀察一段時期內檢定溫度對流量計系數的影響。以1#流量計為例，將檢定溫度和流量計系數等數據列于表1。

表1　檢定溫度和流量計系數統(tǒng)計表(1#流量計)

續(xù)表

為了直觀地反映檢定溫度和流量計系數之間的關系，我們依據上述數據作散布圖，進行觀察。散布圖(scatterdiagram)是為辨認一個品質特征和一個可能原因因素之間的聯(lián)系而采用的一種統(tǒng)計方法和分析手段。這種方法使用非數學(既圖示)的方式來辨認某現象的測量值與可能原因因素之間的關系。用來繪制散布圖的數據必須是成對的(x,y)。通常用垂直軸表示現象測量值y,用水平軸表示可能有關系的原因因素x。通過散布圖，可以簡單而直觀地看出數據之間有無相關性。

依據表1數據，所作的散布圖見圖1。

圖1　檢定溫度與流量計系數散布圖(1#流量計)

從圖1可以較為直觀地看出，檢定溫度與流量計系數間存在著一個正向相關的關系。為了進一步驗證檢定溫度和流量計系數兩組相關數據之間的關系，根據相關系數判別法確定相關關系類型和程度。

相關系數是用以反映變量之間相關關系密切程度的統(tǒng)計指標。相關系數是按積差方法計算，以兩變量與各自平均值的離差為基礎，通過兩個離差相乘來反映兩變量之間相關程度。計算確定相關系數后，查詢相應的表格，可以判定兩個變量之間是否相關以及相關的程度。這種統(tǒng)計方法要求數據量不能太少，否則不足以反映相關性特征。

1.3　計算過程

1)計算SSxx、SSyy、SSxy值

式中：n為樣本數，在本例中n=32。

2)計算相關系數

3)相關性判斷。

本次實驗的樣本數n=32，自由度n-2為30；為增強可信度，取置信概率0.01。查n-2與a 的r相關系數檢查表，可知：置信概率為0.01時，|r(30)|=0.449。由2)可知，1#流量計r=0.557>|r(30)|>0。

1.4　結論

據此，可以得出以下相關性判斷：1#刮板流量計的檢定溫度與流量計系數之間存在正相關關系。

2　理論分析

通過統(tǒng)計管道輸送中的檢定數據，上文指出了檢定溫度與流量計系數之間存在正相關關系的現象。從理論上說，檢定溫度對刮板流量計檢定的影響，主要有兩個方面。下文即從理論角度對于這一現象進行分析：

1)對檢定器具和介質的影響。隨著溫度的變化，檢定器具和介質不可避免地出現“熱脹冷縮”的狀況，從而影響刮板流量計的檢定結果。為減小溫度對檢定器具和介質的影響，在流量計的檢定公式中，針對溫度影響的檢定器具量值，有專門的修正函數。通過應用修正函數，檢定溫度對檢定器具和介質的影響已經在實際的檢定過程中被修正了。

2)對黏度和結蠟量的影響。黏度和結蠟量對刮板流量計檢定的影響，是難以準確地進行統(tǒng)計和修正的。在其他檢定條件不變的情況下，檢定溫度升高，將會導致檢定介質的黏度降低，結蠟量減少，刮板流量計計量腔的漏流量因此增大，引起了流量計系數的增大。

3　結語

從安慶石化的刮板流量計檢定溫度與流量計系數的相關關系看，流量計系數是隨著檢定溫度的升高而逐漸增大的。在管輸原油的交接量計算中，流量計系數的影響是明顯的，按GB 9109.5《原油動態(tài)計量油量計算》，流量計系數作為一項參數直接參與交接量的計算。流量計系數變化一個千分點，將影響交接量千分之一。按三臺流量計，每臺平均流量200m3/h，不間斷輸送計算，如果流量計系數變動一個千分位，每月產生的交接量值變化就會達到400余立方米，產生百余萬元的價差。

大型原油交接計量點，計量商品原油數量巨大。流量計的檢定工作，可謂謬之毫厘，失之百萬，尤為重要。供需雙方應遵循公平、公正、合理、合法的原則，檢定期間的溫度、壓力等參數應盡量與輸送期間的工況一致，才能切實發(fā)揮標準體積管在線實液檢定的優(yōu)勢。

[1]何松杰，何一飛.在線體積管匹配原油流量計及流量計系數交接[J].石油工業(yè)技術監(jiān)督，2008(7):5-7

[2]JJG 667—2010 液體容積式流量計檢定規(guī)程[S]

[3]GB 9109.5—2009 原油動態(tài)計量油量計算[S]

[4]普濟.統(tǒng)計技術方法入門第7講 相關與回歸(2)——相關系數[J].中國質量，2008(8):83-85