标准体积管是现场在线检定流量计的标准器,标准体积管的运用,极大的提高了流量计的准确性,方便了生产管理及贸易交接。原油交接流量虽然实现了在线实液标定,并且采用流量系数修正的方法计算油量,消除了部分基本误差,使油量计量的准确度得到了提高,但是在流量计的使用和实际检定过程中也存在一定的误差因素,影响原油计量的准确性。
1.标准体积管检定柏油流量计误差分析
1.1腰轮流量计基本误差的来源:E=(1-MF)/MF (1)
流量计重复性误差公式如下:δ=(Emax-Emin)×100% (2)
腰轮流量计系数计算公式如下:
MF= V20[1+DPm/E·t+βM(t-20)+Fw(PM-PF)+βW(tF-tm)/NK(3)
从上式可以看出影响流量计检定系数的参数可以分为两类:
一类是标准体积管的固有参数如:V20、D、E、t、βM,另一类是流量计检定时的现场工况参数如:Fw 、PM 、PF 、tF 、tm 、N 等。
1.2 标准体积管固有参数对流量计误差的影响
从公式(3)中可以看出,标准体积管内径 D、标准体积管材料弹性模数 E,标准体积管材质的膨胀系数βM,标准体积管壁厚 t 为体积管固有系数,以出厂检定参数为准。下面重点探讨 LJG-16 型标准体积管状态容积值 V20 的确定及其对流量计系数的影响。
(1)LJG-16 型标准体积的结构操作及工作原理:LJG-16 型标准体积本体、液压站、控制台、弹性球组成,体积管本体由基准容积段、检测开关、分离体、推球器组成。
(2)体积管检定:标定球时,当弹性球触发起始检测验开关时换向器换向,回水进入标准器,同时读取压力、温度等参数,累计计算出标准量器中水的量值即可以算出体积管标准管段的体积。换算公式为:
VPS=VS·[1+βs(ts-20)+βw(tp-ts)- βp(tp-20)-Pp(D/(E× t)+FW)] (4)
取多次测量的平均值作为体积管的基本体积
VPS=(VPS)i (5)
从公式 4 及公式 5 可以影响标准体积管的误差因素有:1)在标准体积管的每一次示值标定过程中,必须保持体积管进出口温度与标准器的水温一致性,水温的变化不得超过±1℃。2)体积管检测开关的灵敏性要好,并且动作时间要有一致性。3)体积管本体的密封性要合格。
(3)检定数据:体积管安装前后共进行了二次检定,从检定结果看,体积管安装前后的基本容积变化为 0.832L,重复性为 0.015%,因而体积管的基本容积 V20 是稳定的。
1.3 工况条件对流量计检定误差的影响。
1.3.1 检定原理
检定前先倒通检定流程,当流量计、标准体积管的温度、压力稳定后即可进行检定,对流量计每个流量点的每一次检定,记录体积管进、出口及流量计进出口的温度、压力值,计数器的频率值填入流量计检定数据记录表,流量计检定完毕后,停止液压泵,关闭控制台(柜)的电源。
1.3.2 影响流量计检定误差其它因素分析
流量计检定温度(tm、tf)压力(pm、pf)对流量计系数的影响。例:当tm、tf、pm 读数偏高 0.1℃和 0.01Mpa,Pf 读取数偏低 0.01 Mpa 时,议表系数MF=0.99985,MF 升高 0.07%;反之则仪表系数 MF=0.99976,MF 降低 0.002%,由此可见要标定过程中对压力、温度的真实取值极为重要。
1.3.3 流量计工作状态与检定状态发生变化时误差原因分析
1)温度的影响:当原油交接采用流量计进行计量时,由于;全送原油温度的变化会引起一系列参数变化,它使计量液体的体积、密度以及流量计壳体和转子之间的间隙发生的变化,因而导致泄漏流量的变化。
油温影响计量腔窖变化附加误差公式如下:
E=E1-βM(t-t1) (7)
按公式(7)当流量计运行时的温度比检定温度记 10℃,则温度引起附加误差为:△E=E-E1=-βm(t-t1)=-3.6×10-4因此,油温壁温之差同样是影响流量计系数的重要因素。
2)压力的影响:由于流量计的计量腔随压力的增高而变形,压力变化对腔体的影响见下式:
△V=(V×D/E×T)×△P (8)
由公式(8)可以看出,由于流量计壳体的弹性变形,随着压力的增高,计量腔容积会增大,由此引起转子与壳体之间的间隙增大,这样泄漏随之增大,流量计误差曲线负的方向移动(流量计系数增大)。如果运行压力低于检定压力,则使流量计误差曲线向正方向移动(流量计系数变小)。
2.标准体积管在检定过程中存在问题分析
2.1 存在问题
(1)检定球不归位.(2)检定脉冲数不准确
2.2 原因分析
2.2.1 检定球不归位
(1)来油温度压力低,使体积管内的温压低,有时检定球易卡在体积管收球弯管处。(2)长时间运行,检定球体积膨胀。(3)液压油变质,粘滞力变小,导致液压泵压力不足,不能推动推球器插杆动作,使检定球不归位。
2.2.2 检定脉冲数不准确
流量计进出口阀泄漏,使检定脉冲数不准确。
2.3 改进方法
2.3.1 检定球不归位
(1)在检定前,先用高温将体积管中的凝油溶化带走。(2)更换变形或损坏的检定球。(3)更换液压油使之达到标准要求。
2.3.2 检定脉冲数不准确
(1)在检定前,认真检查工艺流程,阀门开关正确无误、无泄漏。(2)修复或更换关闭不严的阀门。
3.结论
(1)提高流量计检定的准确性,首先应保证体积管的性能稳定,同时系统的密封性和重复性必须有所保证。(2)提高流量计检定的准确性,必须减少流量计检定过程中存在的误差因素,并且保证温度、压变的准确性。(3)提高流量计检定的准确性,必须何等到在输油运行状况发生变化时,对流量计进行再检定,确保图形油运行状况和检定过程的一致性。
通过对流量计检定过程中常见问题的分析,只有做到以上三点,才能使原油计量误差降至最低限度,从而确保外输原油流量计的计量准确度.