雙向球式體積管水標(biāo)定及誤差來(lái)源分析

翟旭(中國(guó)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(biāo)定及誤差來(lái)源分析

翟旭(中國(guó)天然氣股份有限公司錦西石化分公司，遼寧葫蘆島125000）

為實(shí)現(xiàn)用于成品油出廠質(zhì)量流量的在線檢定，我單位引進(jìn)了雙向球式體積管作為現(xiàn)場(chǎng)檢定流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)裝置。JJG209－2010《體積管檢定規(guī)程》中規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)體積管重復(fù)要優(yōu)于0.02%，因此確定體積管標(biāo)準(zhǔn)容積值(體積管水標(biāo)定)過(guò)程的各個(gè)相關(guān)環(huán)節(jié)都要得到精確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目刂?。本文介紹了體積管的水標(biāo)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(wèn)題及解決方法，達(dá)到減少體積管水標(biāo)定中誤差的目的。

體積管；水標(biāo)定；誤差

1 標(biāo)準(zhǔn)體積管的容積法標(biāo)定

對(duì)體積管進(jìn)行容積法標(biāo)定時(shí)，將體積管的進(jìn)、出口與流量計(jì)工藝管線斷開(kāi)，接入體積管水標(biāo)定系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)體積管容積法檢定前需要做好以下工作：1.開(kāi)啟快開(kāi)盲板，投入球形置換器；2.開(kāi)啟閥門(mén)1到閥門(mén)5，啟動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)量器，最后流回蓄水池。經(jīng)過(guò)10min的水循環(huán)，濕潤(rùn)管體及標(biāo)準(zhǔn)器內(nèi)壁，并確認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)體積管容積法標(biāo)定步驟如下：1.I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)I)準(zhǔn)備狀態(tài)，II號(hào)標(biāo)準(zhǔn)器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)II)水循環(huán)；2溫度測(cè)量，水溫變化在1℃以?xún)?nèi)即可開(kāi)始標(biāo)定；3.啟動(dòng)四通閥，直至置換器觸發(fā)檢測(cè)開(kāi)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(dá)標(biāo)高時(shí)，控制換向器電磁閥切換水流流入II，記錄Ⅰ標(biāo)高，開(kāi)啟底閥放水后關(guān)閉，準(zhǔn)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(cè)開(kāi)關(guān)D2為止完成正向標(biāo)定，同理完成反向標(biāo)定；4.球形置換器觸發(fā)起始檢測(cè)開(kāi)關(guān)D1時(shí)，讀取體積管進(jìn)、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(biāo)準(zhǔn)體積管的容積法標(biāo)定。

2 體積管作業(yè)中的誤差來(lái)源

2.1 手動(dòng)控制流量

手動(dòng)控制閥門(mén)時(shí)間掌握不精確，經(jīng)常出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)量器Ⅰ液體接近灌滿(mǎn)時(shí)，量器Ⅱ的滴漏工作還沒(méi)有完成的情況，為此需頻繁調(diào)整閥門(mén)控制流量。通過(guò)在正式水標(biāo)定前，先試運(yùn)行以記錄如下幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)的方法，可以降低手動(dòng)控制流量對(duì)水標(biāo)定結(jié)果的影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)時(shí)間提前關(guān)閉、開(kāi)啟閥門(mén)，以保證容積測(cè)量的準(zhǔn)確性：1.注滿(mǎn)一罐標(biāo)準(zhǔn)量器的時(shí)間。2.置換球從手動(dòng)操作四通閥換向開(kāi)始至運(yùn)行到第一個(gè)檢測(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)所需的時(shí)間及反向運(yùn)行時(shí)間，經(jīng)測(cè)試需要?dú)v時(shí)3分鐘左右。標(biāo)定過(guò)程中，根據(jù)提前測(cè)試好的時(shí)間提前5秒鐘關(guān)閉旁通閥，僅用電磁閥的小流量推動(dòng)球型置換器運(yùn)行至觸發(fā)檢測(cè)開(kāi)關(guān)D1。3.標(biāo)準(zhǔn)量器的放水時(shí)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(jìn)入檢定系統(tǒng)的氣體會(huì)占據(jù)檢定用液體的體積，引入負(fù)的附加誤差。一般在確保各環(huán)節(jié)連接嚴(yán)密的情況下，空氣還會(huì)經(jīng)以其他途徑進(jìn)入體積管檢定系統(tǒng)，如，體積管檢定前的準(zhǔn)備工作不到位，管內(nèi)仍存留空氣；蓄水池、標(biāo)準(zhǔn)量器都直接與大氣相通，水循環(huán)液體高速流動(dòng)過(guò)程中會(huì)夾帶空氣進(jìn)入檢定系統(tǒng)；水泵的吸入口設(shè)置在液面附近，運(yùn)轉(zhuǎn)造成旋渦，把空氣抽吸到泵內(nèi)而進(jìn)入檢定系統(tǒng)。因此，可以通過(guò)加強(qiáng)準(zhǔn)備工作的嚴(yán)密度和對(duì)檢定系統(tǒng)的改造來(lái)消除氣體對(duì)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)量器泄放口隔離開(kāi)，保證標(biāo)準(zhǔn)量器泄放的水在重新進(jìn)入體積管前有足夠的時(shí)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(diǎn)，檢定過(guò)程中保持蓄水池為滿(mǎn)水狀態(tài)。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)容積測(cè)量誤差

漏失量即檢定用液的丟失，會(huì)引入正的附加誤差。檢定前應(yīng)按相關(guān)規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，確保無(wú)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(yùn)行過(guò)程中其前后存在一定的壓差，如果置換器的過(guò)盈量小，液體就會(huì)從置換器的后面滲到前面來(lái)，造成測(cè)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(wú)劃痕、未發(fā)生形變、直徑大于體積管標(biāo)準(zhǔn)管段內(nèi)徑的2%～4%?？捎门鋫涞那蛞?guī)對(duì)球形置換器做多方位精細(xì)的測(cè)量，以確保球形置換器有符合要求的圓度。

2.4 長(zhǎng)期運(yùn)行殘留量

日常利用體積管在線檢定流量計(jì)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(duì)粘度不同的介質(zhì)，球形置換器在體積管內(nèi)運(yùn)行時(shí)在管壁上殘留的液體量是不同的，這樣會(huì)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)體積管不確定度的增大。因此體積管標(biāo)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(biāo)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(shí)間。

2.5 其他問(wèn)題

水標(biāo)定過(guò)程中，體積管標(biāo)準(zhǔn)體積值受標(biāo)準(zhǔn)量器、體積管的壁溫及管內(nèi)液體壓力準(zhǔn)確度的影響。因此，要注意使用準(zhǔn)確度符合要求的溫度計(jì)和壓力表，同時(shí)應(yīng)保證溫度、壓力值讀數(shù)的準(zhǔn)確性，必要時(shí)應(yīng)對(duì)管路采取保溫措施，以減少檢定時(shí)環(huán)境溫度變化的影響。

3 結(jié)語(yǔ)

為確保成品油出廠流量量值傳遞的準(zhǔn)確可靠，維護(hù)計(jì)量交接雙方的經(jīng)濟(jì)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(biāo)定過(guò)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(xì)檢查每一個(gè)易產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)，在檢定中操作謹(jǐn)慎嚴(yán)謹(jǐn)，保證檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[1] JJG 209-2010體積管檢定規(guī)程[S].

[2] 高松，高立夫，高路.體積管檢定誤差來(lái)源的探討[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2014（11）：54-57.

[3] 周兵.容積法體積管自動(dòng)檢定裝置[J].上海計(jì)量測(cè)試，2014（6）：36-40.

[4] 張波，胡明來(lái).標(biāo)準(zhǔn)體積管誤差來(lái)源分析[J].青海石油，2007（2）：104-108.