在线体积管匹配原油流量计及流量计系数交接

　　引 言

　　我国管输原油计量多采用容积式流量计, 表型以误差为±0.2%的刮板流量计多见, 原油计量站多配套标准体积管, 以便在线实液检定流量计, 两者构成了原油交接的主要硬件基础。但仪征—长岭原油管线投用后, 由 Smith 公司提供刮板流量计与配套体积管的沿线 4 个计量站都出现了刮板流量计检定重复性超差现象, 原因是否和体积管与流量计匹配有关, 本文将对体积管与流量计匹配问题进行探讨。

　　在线体积管欠匹配导致的流量计重复性超差分析

　　流量计检定重复性超差现象: 配套标准体积管已检定合格, 但检定流量计时数据离散性大, 一个检定点很难出现连续 3 次数据经极差法评价重复性合格的, 检定次数甚至超过 9 次, 仪表重复性也无明显改善。

　　1 器差调整器产生非均匀脉冲输出

　　容积式流量计普遍采用器差调整器( 俗称精度调整器) 来调整仪表准确度。为满足计量准确度要求, 本例的 LH8- s6 型刮板流量计采用偏心轮结构的器差调整器, 其优点是可在运行时动态调整。器差调整器通过偏心轮结构调节发讯器输出脉冲, 保证机械计数表头及发讯器输出脉冲数与体积管标准容积吻合。在流量计一个 360 °旋转周期中,3/4 时段的脉冲频率是均匀的, 偏心轮结构调整器差使 1/4时段输出频率增加, 如图 1 所示。国产容积式流量计多采用改变齿轮比的器差调整器来调整仪表准确度, 虽输出脉冲均匀, 但必须在设备停止运行时静态调整。

　　2 体积管同流量计欠匹配及不均匀脉冲累计数的随机性

　　LH8- s6 型流量计每转设计容积为 100L, 10 个/L 脉冲, 但配套直径 300mm 的 BIDI 体积管标准容积为 1 060L(280gal), 两者计量腔容积不是整数倍。以流量计标称容积 100L 为例, 1 060L 应使流量计转动约 10.6 转, 产生 10 600 个脉冲。前 10 转的脉冲数是个定值: 10(个/L)×100(L/转)×10(转)=10 000(个), 而不论流量计脉冲启始采集点在哪里, 其后0.6 转的脉冲数是不定的, 随流量计脉冲启始计数点的变化而变化。如果 0.6 转处于均匀脉冲时段, 脉冲数可能为 600 个左右, 如部分或全部处于不均匀脉冲时段, 脉冲数就多于 600 个, 增加量取决于器差调整量的百分比与脉冲启始采集位置, 器差调整量越大, 则脉冲累计数的差别就越大。

　　3 小容量体积管放大了脉冲累计数随机性的影响

　　这种型号的偏心轮结构器差调整器不能负方向调整, 仪征—长岭输油管线选用流量计时要求原油黏度变化范围较宽, 因而供应商把刮板流量计计量腔到机械表头的传递系数设计为 0.96 左右, 原油常用黏度时的准确度调整量约为 4%, 在 1/4 个测量周期增加脉冲约 40 个。体积管标准容积为 1 060L(280gal), 对每转设计容积 100L 的流量计, 0.6 转的测量周期有可能落在 3/4 的均匀脉冲时段, 或全覆盖 1/4 非均匀脉冲时段, 两者脉冲累计数极限差值可达 40 个。对于总量 10 600 个脉冲而言, 这个极限差值达 0.4%。