摘 要：為消除影響質量流量計系統穩定性運行的各種因素，建立了計量檢定系統，以保證質量流量計的穩定運行。該系統的應用提高了周期檢定合格率和計量準確率。就質量流量計的運行與維護提出了建議。

關鍵字：質量流量計 穩定性運行計量檢定系統應用

    蘭成渝成品油管道從蘭州首站至重慶末站共設有15座輸油站，配置了40臺質量流量計，兩套移動式小型體積管和兩套水標定系統。成都和重慶分別設兩套常規體積管，兩套水標定系統和兩個油品化驗室，配套計量儀表170余臺次。自2012年9月29日投產運行以來，輸量由2013年的300′10⁴t上升至2014年的560′10⁴t。

    蘭成渝成品油管道采用質量流量計計量方式，體積管配振動管密度計檢定質量流量計。2012年10月~2016年間部分質量流量計運行不穩定，經常出現零點漂移、超差等問題，移動式小型體積管檢定質量流量計的重復性較差，質量流量計年檢定合格率偏低（每年仲裁檢定質量流量計20多臺次，檢定合格率僅為60%~80%）。為此，開展質量流量計穩定性研究，并建立常規體積管計量檢定系統，以提高檢定質量流量計的重復性。

    一、計量檢定系統的建立和優化

    1、成都和重慶的計量檢定系統

    2012~2014年，在成都和重慶分別建立了常規體積管配振動管密度計檢定質量流量計和水標定系統，采用自動控制和調節流量，自動采集在線密度，計算出具檢定報告，操作方便簡單、安全可靠。尤其是體積管的水標定系統，采用先進的電磁閥控制，提高了水標定體積管的重復性和標定效率，重復性小于0.016%，測量不確定度低于0.030%。

    檢定系統運行正常，結果準確，操作簡單，安全可靠，檢定質量流量計的重復性優于移動式小型體積管的重復性。

    水標定體積管和檢定質量流量計均取得了國家計量檢定證書，并于2016年9月通過了中國石油管道公司的驗收，該系統在國內處于先進水平。

    2、調整質量流量計的應力

    根據質量流量計的結構和特點，質量流量計如果安裝不當會產生應力，使用環境、氣候的變化也會使應力有相應的改變，造成零點漂移，運行不穩定。因此，研究制定了調整應力技術方案，對各站質量流量計的應力進行調整。為減少零點漂移，又適當地調整了部分質量流量計小信號量的切除量，增強了質量流量計適應環境和氣候變化的能力，提高了質量流量計運行的穩定性，調整應力后，質量流量計的檢定精度和重復性均得到了改善，效果明顯。

    3、提高質量流量計的信號傳輸能力

    在檢定質量流量計時，經常出現脈沖丟失現象。脈沖丟失是造成檢定不能正常進行和計量不準的重要原因之一。經過研究，發現質量流量計在信號傳輸中因某種原因，造成脈沖幅值衰減而出現丟失。只有提升質量流量計輸出脈沖的幅值，才能進行質量流量計的檢定和正常計量。

    在質量流量計變送器輸出端采取技術措施，提升輸出脈沖的幅值，解決了全線40臺質量流量計的檢定和正常計量問題。

    4、壓力補償

    當質量流量計投入運行后，發現流量壓力的變化對流量計的誤差有影響，尤其是對于CMF400以上的流量計，在運行壓力較高、變化頻繁時會產生較大的誤差。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的壓力范圍內，保持相對穩定，給每臺流量計加壓力補償，保證了計量的準確度。

    5、更換調節閥芯

    2015年5月~8月，對廣元站流量計量進行了多次檢定，重復性和線性度均不合格。為此采取了調整流量計前后安裝管道以消除應力，更換傳感器，改變阻尼系數，調整小信號切除量等方法，但效果仍然不明顯。后來發現，由于流量調節閥閥芯的迷宮流道長時間被流體沖刷，磨損嚴重，造成流量波動量達到40%，流量不穩，無法檢定和運行，圖1為更換調節閥芯前的流量計量系統運行曲線。分輸流路需要從高壓減壓到工作壓力，這由減壓調節閥來完成，一旦減壓調節閥閥芯磨損，油品流經調節閥后就會產生氣蝕、鼓泡等現象，并導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，即使在流經消氣過濾器后，這種干擾仍然存在，嚴重影響了流量計的穩定運行和體積管對流量計的在線檢定。

    先對流量調節閥芯進行暫時處理，控制流量穩定，使流量計檢定通過并能較穩定運行。更換閥芯后，調節閥恢復正常運行，圖2為更換調節閥芯后的流量計量系統運行曲線。

    調整調節閥芯后，使用移動式小型體積管檢定流量計，當流量控制在150m³/h時，預運行段的時間大約為1.9s，阻尼系數設置為0.4s。在檢定過程中，通過體積管出口調節閥來調整壓力，以縮小調節閥的壓差，使流量、壓力相對穩定，檢定中將RUN設置為3個，PASS設置為5個，檢定的重復性明顯改善。2015年8月16日不同流量下的檢定流量計數據見表1。

    

    2015年至今，已經更換了成縣站、廣元站、綿陽站、成都站和隆昌站的調節閥芯，使通過流量計的分輸量穩定，流量波動量控制在5%以內。

    6、消除流量計背壓

    流量計運行后發現，廣元、德陽、內江和隆昌分輸站的流量計運行時經常出現顯示錯誤，計量油品丟失，運行不穩，原因是輸油站地勢高于油庫地勢，流量計背壓過小，達不到最小背壓要求，流量計出口背壓應滿足：

    P_b=2Δp+1.25Pe

    式中    P_b——最小背壓，kPa；

            Δp——在最大流速下通過流量計的壓力降，kPa；    

            P_e——操作溫度下的飽和蒸氣壓，kPa。

    為此采取了控制流量計出口背壓的措施，使流量計能夠正常運行和計量。

    二、質量流量計運行與維護的注意事項

    影響質量流量計穩定運行的主要原因有，應力的變化、振動的影響、零點漂移、流量波動、流量計背壓、壓力補償、輸出脈沖的穩定等，在使用中應注意觀察和改正。

    使用質量流量計要避免振動影響，流量波動會使流量計運行不穩定，應保證正常流量波動不大于5%，最大不超過10%。當調節閥前后出現高壓差時，以損壞的閥芯進行流量控制會使閥后流量出現很大波動，并伴隨有噪音、沖刷、喘流及氣蝕現象，嚴重影響體積管對流量計量系統的在線檢定工作。損壞的流量調節閥不再具有正常的調節特性，即便對磨損的閥芯進行修理，流量調節閥也很難恢復到原有的特性。因此，分輸減壓站應控制流量調節閥的壓差，避免處在過大的狀態，可考慮采取逐級減壓的措施，避免損壞調節閥，保證系統運行穩定。

    有條件時應盡量采用常規體積管配振動管密度計檢定質量流量計，這樣可保證檢定流量計中具有較好的重復性，達到穩定運行和計量準確的目的。

    為了獲得較好的計量精度并保證穩定運行，質量流量計運行時應盡量保證運行壓力波動較小，控制檢定時的壓力。

    為提高質量流量計的周期檢定合格率，每3~6個月應對流量計的零點進行一次檢測，發現問題及時調整和改進。

    質量流量計首次應用于我國成品油輸油管道，推動了成品油計量技術的發展，為今后使用質量流量計提供了可借鑒的經驗。