[導(dǎo)讀] 為消除影響質(zhì)量流量計(jì)系統(tǒng)穩(wěn)定性運(yùn)行的各種因素，建立了計(jì)量檢定系統(tǒng)，以保證質(zhì)量流量計(jì)的穩(wěn)定運(yùn)行。該系統(tǒng)的應(yīng)用提高了周期檢定合格率和計(jì)量準(zhǔn)確率。就質(zhì)量流量計(jì)的運(yùn)行與維護(hù)提出了建議。
蘭成渝成品油管道從蘭州首站至重慶末站共設(shè)有15座輸油站，配置了40臺質(zhì)量流量計(jì)，兩套移動式小型體積管和兩套水標(biāo)定系統(tǒng)。成都和重慶分別設(shè)兩套常規(guī)體積管，兩套水標(biāo)定系統(tǒng)和兩個(gè)油品化驗(yàn)室，配套計(jì)量儀表170余臺次。自2002年9月29日投產(chǎn)運(yùn)行以來，輸量由2003年的300´104t上升至2007年的560´104t。
蘭成渝成品油管道采用質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量方式，體積管配振動管密度計(jì)檢定質(zhì)量流量計(jì)。2002年10月~2006年間部分質(zhì)量流量計(jì)運(yùn)行不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)零點(diǎn)漂移、超差等問題，移動式小型體積管檢定質(zhì)量流量計(jì)的重復(fù)性較差，質(zhì)量流量計(jì)年檢定合格率偏低（每年仲裁檢定質(zhì)量流量計(jì)20多臺次，檢定合格率僅為60%~80%）。為此，開展質(zhì)量流量計(jì)穩(wěn)定性研究，并建立常規(guī)體積管計(jì)量檢定系統(tǒng)，以提高檢定質(zhì)量流量計(jì)的重復(fù)性。
一、計(jì)量檢定系統(tǒng)的建立和優(yōu)化
1、成都和重慶的計(jì)量檢定系統(tǒng)
2004~2006年，在成都和重慶分別建立了常規(guī)體積管配振動管密度計(jì)檢定質(zhì)量流量計(jì)和水標(biāo)定系統(tǒng)，采用自動控制和調(diào)節(jié)流量，自動采集在線密度，計(jì)算出具檢定報(bào)告，操作方便簡單、安全可靠。尤其是體積管的水標(biāo)定系統(tǒng)，采用先進(jìn)的電磁閥控制，提高了水標(biāo)定體積管的重復(fù)性和標(biāo)定效率，重復(fù)性小于0.016%，測量不確定度低于0.030%。
檢定系統(tǒng)運(yùn)行正常，結(jié)果準(zhǔn)確，操作簡單，安全可靠，檢定質(zhì)量流量計(jì)的重復(fù)性優(yōu)于移動式小型體積管的重復(fù)性。
水標(biāo)定體積管和檢定質(zhì)量流量計(jì)均取得了國家計(jì)量檢定證書，并于2006年9月通過了中國石油管道公司的驗(yàn)收，該系統(tǒng)在國內(nèi)處于先進(jìn)水平。
2、調(diào)整質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)力
根據(jù)質(zhì)量流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，質(zhì)量流量計(jì)如果安裝不當(dāng)會產(chǎn)生應(yīng)力，使用環(huán)境、氣候的變化也會使應(yīng)力有相應(yīng)的改變，造成零點(diǎn)漂移，運(yùn)行不穩(wěn)定。因此，研究制定了調(diào)整應(yīng)力技術(shù)方案，對各站質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整。為減少零點(diǎn)漂移，又適當(dāng)?shù)卣{(diào)整了部分質(zhì)量流量計(jì)小信號量的切除量，增強(qiáng)了質(zhì)量流量計(jì)適應(yīng)環(huán)境和氣候變化的能力，提高了質(zhì)量流量計(jì)運(yùn)行的穩(wěn)定性，調(diào)整應(yīng)力后，質(zhì)量流量計(jì)的檢定精度和重復(fù)性均得到了改善，效果明顯。
3、提高質(zhì)量流量計(jì)的信號傳輸能力
在檢定質(zhì)量流量計(jì)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)脈沖丟失現(xiàn)象。脈沖丟失是造成檢定不能正常進(jìn)行和計(jì)量不準(zhǔn)的重要原因之一。經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量流量計(jì)在信號傳輸中因某種原因，造成脈沖幅值衰減而出現(xiàn)丟失。只有提升質(zhì)量流量計(jì)輸出脈沖的幅值，才能進(jìn)行質(zhì)量流量計(jì)的檢定和正常計(jì)量。
在質(zhì)量流量計(jì)變送器輸出端采取技術(shù)措施，提升輸出脈沖的幅值，解決了全線40臺質(zhì)量流量計(jì)的檢定和正常計(jì)量問題。
4、壓力補(bǔ)償
當(dāng)質(zhì)量流量計(jì)投入運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)流量壓力的變化對流量計(jì)的誤差有影響，尤其是對于CMF400以上的流量計(jì)，在運(yùn)行壓力較高、變化頻繁時(shí)會產(chǎn)生較大的誤差。分析了影響流體壓力變化的因素，將分輸壓力控制在檢定時(shí)的壓力范圍內(nèi)，保持相對穩(wěn)定，給每臺流量計(jì)加壓力補(bǔ)償，保證了計(jì)量的準(zhǔn)確度。
5、更換調(diào)節(jié)閥芯
2005年5月~8月，對廣元站流量計(jì)量進(jìn)行了多次檢定，重復(fù)性和線性度均不合格。為此采取了調(diào)整流量計(jì)前后安裝管道以消除應(yīng)力，更換傳感器，改變阻尼系數(shù)，調(diào)整小信號切除量等方法，但效果仍然不明顯。后來發(fā)現(xiàn)，由于流量調(diào)節(jié)閥閥芯的迷宮流道長時(shí)間被流體沖刷，磨損嚴(yán)重，造成流量波動量達(dá)到40%，流量不穩(wěn)，無法檢定和運(yùn)行，圖1為更換調(diào)節(jié)閥芯前的流量計(jì)量系統(tǒng)運(yùn)行曲線。分輸流路需要從高壓減壓到工作壓力，這由減壓調(diào)節(jié)閥來完成，一旦減壓調(diào)節(jié)閥閥芯磨損，油品流經(jīng)調(diào)節(jié)閥后就會產(chǎn)生氣蝕、鼓泡等現(xiàn)象，并導(dǎo)致油品在流動過程中變成帶有一定頻率、較大振幅的干擾流，即使在流經(jīng)消氣過濾器后，這種干擾仍然存在，嚴(yán)重影響了流量計(jì)的穩(wěn)定運(yùn)行和體積管對流量計(jì)的在線檢定。
先對流量調(diào)節(jié)閥芯進(jìn)行暫時(shí)處理，控制流量穩(wěn)定，使流量計(jì)檢定通過并能較穩(wěn)定運(yùn)行。更換閥芯后，調(diào)節(jié)閥恢復(fù)正常運(yùn)行，圖2為更換調(diào)節(jié)閥芯后的流量計(jì)量系統(tǒng)運(yùn)行曲線。
調(diào)整調(diào)節(jié)閥芯后，使用移動式小型體積管檢定流量計(jì)，當(dāng)流量控制在150m3/h時(shí)，預(yù)運(yùn)行段的時(shí)間大約為1.9s，阻尼系數(shù)設(shè)置為0.4s。在檢定過程中，通過體積管出口調(diào)節(jié)閥來調(diào)整壓力，以縮小調(diào)節(jié)閥的壓差，使流量、壓力相對穩(wěn)定，檢定中將RUN設(shè)置為3個(gè)，PASS設(shè)置為5個(gè)，檢定的重復(fù)性明顯改善。2005年8月16日不同流量下的檢定流量計(jì)數(shù)據(jù)見表1。
2005年至今，已經(jīng)更換了成縣站、廣元站、綿陽站、成都站和隆昌站的調(diào)節(jié)閥芯，使通過流量計(jì)的分輸量穩(wěn)定，流量波動量控制在5%以內(nèi)。
6、消除流量計(jì)背壓
流量計(jì)運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，廣元、德陽、內(nèi)江和隆昌分輸站的流量計(jì)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)顯示錯(cuò)誤，計(jì)量油品丟失，運(yùn)行不穩(wěn)，原因是輸油站地勢高于油庫地勢，流量計(jì)背壓過小，達(dá)不到最小背壓要求，流量計(jì)出口背壓應(yīng)滿足：
Pb=2Δp+1.25Pe
式中 Pb——最小背壓，kPa；
Δp——在最大流速下通過流量計(jì)的壓力降，kPa；
Pe——操作溫度下的飽和蒸氣壓，kPa。
為此采取了控制流量計(jì)出口背壓的措施，使流量計(jì)能夠正常運(yùn)行和計(jì)量。
二、質(zhì)量流量計(jì)運(yùn)行與維護(hù)的注意事項(xiàng)
影響質(zhì)量流量計(jì)穩(wěn)定運(yùn)行的主要原因有，應(yīng)力的變化、振動的影響、零點(diǎn)漂移、流量波動、流量計(jì)背壓、壓力補(bǔ)償、輸出脈沖的穩(wěn)定等，在使用中應(yīng)注意觀察和改正。
使用質(zhì)量流量計(jì)要避免振動影響，流量波動會使流量計(jì)運(yùn)行不穩(wěn)定，應(yīng)保證正常流量波動不大于5%，最大不超過10%。當(dāng)調(diào)節(jié)閥前后出現(xiàn)高壓差時(shí)，以損壞的閥芯進(jìn)行流量控制會使閥后流量出現(xiàn)很大波動，并伴隨有噪音、沖刷、喘流及氣蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重影響體積管對流量計(jì)量系統(tǒng)的在線檢定工作。損壞的流量調(diào)節(jié)閥不再具有正常的調(diào)節(jié)特性，即便對磨損的閥芯進(jìn)行修理，流量調(diào)節(jié)閥也很難恢復(fù)到原有的特性。因此，分輸減壓站應(yīng)控制流量調(diào)節(jié)閥的壓差，避免處在過大的狀態(tài)，可考慮采取逐級減壓的措施，避免損壞調(diào)節(jié)閥，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
有條件時(shí)應(yīng)盡量采用常規(guī)體積管配振動管密度計(jì)檢定質(zhì)量流量計(jì)，這樣可保證檢定流量計(jì)中具有較好的重復(fù)性，達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行和計(jì)量準(zhǔn)確的目的。
為了獲得較好的計(jì)量精度并保證穩(wěn)定運(yùn)行，質(zhì)量流量計(jì)運(yùn)行時(shí)應(yīng)盡量保證運(yùn)行壓力波動較小，控制檢定時(shí)的壓力。
為提高質(zhì)量流量計(jì)的周期檢定合格率，每3~6個(gè)月應(yīng)對流量計(jì)的零點(diǎn)進(jìn)行一次檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整和改進(jìn)。
質(zhì)量流量計(jì)首次應(yīng)用于我國成品油輸油管道，推動了成品油計(jì)量技術(shù)的發(fā)展，為今后使用質(zhì)量流量計(jì)提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)