影響質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素分析及處理方法
發(fā)布日期：2015年8月7日 瀏覽次數(shù)：
目前蘭州石化公司用于油品交接的質(zhì)量流量計(jì)有320臺(tái)左右，精度±0.15%～±0.5%。雖然質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確、性能可靠，但由于我們對其工作特性認(rèn)識的局限，在實(shí)際應(yīng)用中仍然會(huì)出現(xiàn)一些異常現(xiàn)象，帶來不必要的誤差，因此我們需要分析這些異�，F(xiàn)象，盡量減少不利因素的影響，從而提高計(jì)量準(zhǔn)確度，減少計(jì)量糾紛。
1 影響質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素及處理方法
1.1 實(shí)際應(yīng)用中影響質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素分析及處理方法
1.1.1 振動(dòng)對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。質(zhì)量流量計(jì)正常工作時(shí)，測量管處于振動(dòng)狀態(tài)，對外來振動(dòng)非常敏感，如果在流量計(jì)安裝區(qū)域存在其它振動(dòng)源，振動(dòng)源的振動(dòng)頻率會(huì)影響質(zhì)量流量計(jì)測量管的振動(dòng)頻率，引起流量計(jì)的異常振動(dòng)和零點(diǎn)漂移，造成計(jì)量誤差。處理方法：避免振動(dòng)干擾，如果實(shí)在無法避免，應(yīng)采取隔離措施，使流量計(jì)與振動(dòng)干擾源隔離。
1.1.2 電磁干擾對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。由于傳感器是通過激勵(lì)線圈使測量管產(chǎn)生振動(dòng)，如果流量計(jì)工作區(qū)域附近有較大的磁場干擾，會(huì)對測量結(jié)果造成影響。處理方法：質(zhì)量流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離大型變壓器、 電動(dòng)機(jī)等產(chǎn)生較大磁場的設(shè)備。
1.1.3 安裝應(yīng)力對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。在質(zhì)量流量計(jì)的安裝過程中，如果流量計(jì)的傳感器法蘭與管道的中心軸沒有對準(zhǔn)（即傳感器法蘭與管道法蘭不平行），管道所產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)作用到質(zhì)量流量計(jì)的測量管上，引起檢測探頭的不對稱性或變形，從而導(dǎo)致零點(diǎn)漂移，造成計(jì)量誤差。處理方法：a.流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守安裝規(guī)范。b.流量計(jì)安裝完畢后，用手操器或在變送器界面調(diào)出“調(diào)零菜單”并記錄出廠零點(diǎn)預(yù)設(shè)值，調(diào)零完畢后再觀察此時(shí)零點(diǎn)值，前后兩值要保證在一個(gè)數(shù)量級，如果兩值之間差異較大，則說明安裝應(yīng)力太大，應(yīng)重新安裝。
1.1.4 油品中含有氣體對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。目前生產(chǎn)的流量計(jì)只能做到準(zhǔn)確測量單相流，而在實(shí)際測量過程中，當(dāng)工況條件發(fā)生變化時(shí)，油品容易汽化，形成兩相流，而兩相流往往是人們?nèi)菀缀雎缘膯栴}。氣液的結(jié)合雖然緩沖了儀表的振動(dòng)，但要求驅(qū)動(dòng)線路輸出更多的能量以保持流量管的振動(dòng)。由于流量管的驅(qū)動(dòng)電流本身有限制。一旦為了保持流量管的振動(dòng)而輸出的電流超出，流量計(jì)將無法準(zhǔn)確測量。處理方法：a.改善油品的工況條件，使其含有的氣泡盡可能均勻分布，達(dá)到流量計(jì)正常計(jì)量的要求；b.質(zhì)量流量計(jì)上游安裝消氣器，盡量減少氣液混合現(xiàn)象；c.嚴(yán)格按照質(zhì)量流量計(jì)安裝規(guī)范安裝：測量油品介質(zhì)流量管朝下安裝（如圖1）。
1.1.5 溫度變化對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。質(zhì)量流量計(jì)的質(zhì)量流量測量原理如公式（1）所示：
Qm=k•Δt公式（1）
式中Qm——質(zhì)量流速，g/s；
k——流量標(biāo)定系數(shù)，g/（s·μs）；
Δt——時(shí)間差，μs。
當(dāng)k為常數(shù)時(shí)，Qm僅與時(shí)間差Δt成正比。然而k與制造流量計(jì)的金屬彈性呈函數(shù)關(guān)系，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，流量計(jì)測量管的金屬彈性也隨之變化，k此時(shí)就不再是常數(shù)，從而影響流量計(jì)的準(zhǔn)確度；同時(shí)溫度變化，還會(huì)引起測量管的自身結(jié)構(gòu)變化，從而影響到質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)穩(wěn)定度。處理方法：a.溫度對流量計(jì)測量管金屬彈性的影響可以通過設(shè)定溫度校正系數(shù)解決：一般質(zhì)量流量計(jì)在出廠時(shí)，都給出了溫度校正系數(shù)，如一臺(tái)CMF100質(zhì)量流量計(jì)，出廠時(shí)給出的Flowcal系數(shù)為47.806/4.75，后三位4.75就是給定的溫度校正系數(shù)（溫度變化100℃就會(huì)產(chǎn)生4.75%的誤差），在實(shí)際使用時(shí)我們則需要按操作手冊設(shè)定好溫度校正系數(shù)，便可消除溫度變化對測量管金屬彈性產(chǎn)生的偏差。b.溫度對零點(diǎn)穩(wěn)定度的影響，在實(shí)際應(yīng)用中，需要在操作溫度狀況下，對質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)零，使影響減到最小。
1.1.7 油品密度與粘度對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。油品密度的變化會(huì)直接影響流量測量系統(tǒng)，從而使流量測量管的平衡發(fā)生變化，引起零點(diǎn)偏移；而介質(zhì)粘度則會(huì)改變系統(tǒng)的阻尼特性，導(dǎo)致零點(diǎn)偏置。處理方法：流量計(jì)應(yīng)使用在測量單一或密度差異不大的油品上，對用于大宗量油品交接的質(zhì)量流量計(jì)必須采用在線實(shí)流標(biāo)定，并配備在線密度計(jì)。
1.1.8 測量管損壞或腐蝕對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。質(zhì)量流量計(jì)在使用中，由于流體的腐蝕、雜物進(jìn)人等，會(huì)對測量管直接造成損壞或腐蝕，影響測量管的性能，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。常見的有測量管磨損、龜裂、點(diǎn)蝕、掛壁。處理方法：a.流量計(jì)前端安裝相應(yīng)的過濾器，防止異物進(jìn)入；b.使用特殊材質(zhì)的流量計(jì)。
1.1.9 空氣浮力對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。由于質(zhì)量流量計(jì)所測得是油品在真空狀態(tài)下的“重量”，而在油品貿(mào)易計(jì)量中一般采用“空氣中的質(zhì)量”結(jié)算，所以必須對流量計(jì)所測“重量”進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方式有兩種：一種是油品在20℃時(shí)的密度減去空氣浮力修正值1.1（kg/m3）；另一種表量乘換算系數(shù)F得出在空氣中的質(zhì)量。
1.2 標(biāo)定過程中影響質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素分析及處理方法
貿(mào)易交接的質(zhì)量流量計(jì)標(biāo)定周期為12個(gè)月，分廠之間物料交接的質(zhì)量流量計(jì)標(biāo)定周期為24個(gè)月，貿(mào)易交接質(zhì)量流量計(jì)采用在線實(shí)流標(biāo)定，其它采用離線標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果直接影響流量計(jì)在實(shí)際中的應(yīng)用，標(biāo)定過程不止是檢驗(yàn)流量計(jì)是否超差，還需要根據(jù)標(biāo)定情況調(diào)整Flowcal系數(shù)以及計(jì)算出流量交接系數(shù)MF。
為了得到準(zhǔn)確的Flowcal系數(shù)和流量交接系數(shù)MF，標(biāo)定中必須注意以下幾點(diǎn)：a.標(biāo)定系統(tǒng)中配備的溫度計(jì)，壓力表必須檢定合格，在有效期內(nèi)，壓力表要求0.4級以上，溫度計(jì)最小刻度值為0.2℃，如采用遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)，需保證傳輸過程中無信號衰減和脈沖丟失。b.在標(biāo)定其中一路流量計(jì)時(shí)，要確保其它支路的泄露閥無泄漏。c.無論是在線標(biāo)定還是離線標(biāo)定，都需盡可能的使標(biāo)定工況和使用工況相近。d.標(biāo)定容器應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行清理，以減少油品或雜質(zhì)的粘附，而影響到標(biāo)定結(jié)果。
2 結(jié)論
由于我國現(xiàn)使用的質(zhì)量流量計(jì)大多都是進(jìn)口的，價(jià)格不低，而且質(zhì)量流量計(jì)主要用于貿(mào)易結(jié)算，所以在標(biāo)定和使用上，應(yīng)盡量減少不利因素的影響，提高準(zhǔn)確度，使它們更好地發(fā)揮計(jì)量職能。
參考文獻(xiàn)
[1]蔡武昌，孫淮清，紀(jì)綱.流量計(jì)測量方法和儀表的選用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.
[2]肖素琴，韓厚義．科里奧利力質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用[M]．北京：中國石化出版社，1999．
[3]肖素琴，油品計(jì)量員讀本[M].北京：中國石化出版社，2001．
1 影響質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素及處理方法
1.1 實(shí)際應(yīng)用中影響質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素分析及處理方法
1.1.1 振動(dòng)對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。質(zhì)量流量計(jì)正常工作時(shí)，測量管處于振動(dòng)狀態(tài)，對外來振動(dòng)非常敏感，如果在流量計(jì)安裝區(qū)域存在其它振動(dòng)源，振動(dòng)源的振動(dòng)頻率會(huì)影響質(zhì)量流量計(jì)測量管的振動(dòng)頻率，引起流量計(jì)的異常振動(dòng)和零點(diǎn)漂移，造成計(jì)量誤差。處理方法：避免振動(dòng)干擾，如果實(shí)在無法避免，應(yīng)采取隔離措施，使流量計(jì)與振動(dòng)干擾源隔離。
1.1.2 電磁干擾對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。由于傳感器是通過激勵(lì)線圈使測量管產(chǎn)生振動(dòng)，如果流量計(jì)工作區(qū)域附近有較大的磁場干擾，會(huì)對測量結(jié)果造成影響。處理方法：質(zhì)量流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離大型變壓器、 電動(dòng)機(jī)等產(chǎn)生較大磁場的設(shè)備。
1.1.3 安裝應(yīng)力對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。在質(zhì)量流量計(jì)的安裝過程中，如果流量計(jì)的傳感器法蘭與管道的中心軸沒有對準(zhǔn)（即傳感器法蘭與管道法蘭不平行），管道所產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)作用到質(zhì)量流量計(jì)的測量管上，引起檢測探頭的不對稱性或變形，從而導(dǎo)致零點(diǎn)漂移，造成計(jì)量誤差。處理方法：a.流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守安裝規(guī)范。b.流量計(jì)安裝完畢后，用手操器或在變送器界面調(diào)出“調(diào)零菜單”并記錄出廠零點(diǎn)預(yù)設(shè)值，調(diào)零完畢后再觀察此時(shí)零點(diǎn)值，前后兩值要保證在一個(gè)數(shù)量級，如果兩值之間差異較大，則說明安裝應(yīng)力太大，應(yīng)重新安裝。
1.1.4 油品中含有氣體對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。目前生產(chǎn)的流量計(jì)只能做到準(zhǔn)確測量單相流，而在實(shí)際測量過程中，當(dāng)工況條件發(fā)生變化時(shí)，油品容易汽化，形成兩相流，而兩相流往往是人們?nèi)菀缀雎缘膯栴}。氣液的結(jié)合雖然緩沖了儀表的振動(dòng)，但要求驅(qū)動(dòng)線路輸出更多的能量以保持流量管的振動(dòng)。由于流量管的驅(qū)動(dòng)電流本身有限制。一旦為了保持流量管的振動(dòng)而輸出的電流超出，流量計(jì)將無法準(zhǔn)確測量。處理方法：a.改善油品的工況條件，使其含有的氣泡盡可能均勻分布，達(dá)到流量計(jì)正常計(jì)量的要求；b.質(zhì)量流量計(jì)上游安裝消氣器，盡量減少氣液混合現(xiàn)象；c.嚴(yán)格按照質(zhì)量流量計(jì)安裝規(guī)范安裝：測量油品介質(zhì)流量管朝下安裝（如圖1）。
1.1.5 溫度變化對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。質(zhì)量流量計(jì)的質(zhì)量流量測量原理如公式（1）所示：
Qm=k•Δt公式（1）
式中Qm——質(zhì)量流速，g/s；
k——流量標(biāo)定系數(shù)，g/（s·μs）；
Δt——時(shí)間差，μs。
當(dāng)k為常數(shù)時(shí)，Qm僅與時(shí)間差Δt成正比。然而k與制造流量計(jì)的金屬彈性呈函數(shù)關(guān)系，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，流量計(jì)測量管的金屬彈性也隨之變化，k此時(shí)就不再是常數(shù)，從而影響流量計(jì)的準(zhǔn)確度；同時(shí)溫度變化，還會(huì)引起測量管的自身結(jié)構(gòu)變化，從而影響到質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)穩(wěn)定度。處理方法：a.溫度對流量計(jì)測量管金屬彈性的影響可以通過設(shè)定溫度校正系數(shù)解決：一般質(zhì)量流量計(jì)在出廠時(shí)，都給出了溫度校正系數(shù)，如一臺(tái)CMF100質(zhì)量流量計(jì)，出廠時(shí)給出的Flowcal系數(shù)為47.806/4.75，后三位4.75就是給定的溫度校正系數(shù)（溫度變化100℃就會(huì)產(chǎn)生4.75%的誤差），在實(shí)際使用時(shí)我們則需要按操作手冊設(shè)定好溫度校正系數(shù)，便可消除溫度變化對測量管金屬彈性產(chǎn)生的偏差。b.溫度對零點(diǎn)穩(wěn)定度的影響，在實(shí)際應(yīng)用中，需要在操作溫度狀況下，對質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)零，使影響減到最小。
圖1 測量油品時(shí)的質(zhì)量流量計(jì)安裝方式
1.1.7 油品密度與粘度對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。油品密度的變化會(huì)直接影響流量測量系統(tǒng)，從而使流量測量管的平衡發(fā)生變化，引起零點(diǎn)偏移；而介質(zhì)粘度則會(huì)改變系統(tǒng)的阻尼特性，導(dǎo)致零點(diǎn)偏置。處理方法：流量計(jì)應(yīng)使用在測量單一或密度差異不大的油品上，對用于大宗量油品交接的質(zhì)量流量計(jì)必須采用在線實(shí)流標(biāo)定，并配備在線密度計(jì)。
1.1.8 測量管損壞或腐蝕對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。質(zhì)量流量計(jì)在使用中，由于流體的腐蝕、雜物進(jìn)人等，會(huì)對測量管直接造成損壞或腐蝕，影響測量管的性能，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。常見的有測量管磨損、龜裂、點(diǎn)蝕、掛壁。處理方法：a.流量計(jì)前端安裝相應(yīng)的過濾器，防止異物進(jìn)入；b.使用特殊材質(zhì)的流量計(jì)。
1.1.9 空氣浮力對質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。由于質(zhì)量流量計(jì)所測得是油品在真空狀態(tài)下的“重量”，而在油品貿(mào)易計(jì)量中一般采用“空氣中的質(zhì)量”結(jié)算，所以必須對流量計(jì)所測“重量”進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方式有兩種：一種是油品在20℃時(shí)的密度減去空氣浮力修正值1.1（kg/m3）；另一種表量乘換算系數(shù)F得出在空氣中的質(zhì)量。
1.2 標(biāo)定過程中影響質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素分析及處理方法
貿(mào)易交接的質(zhì)量流量計(jì)標(biāo)定周期為12個(gè)月，分廠之間物料交接的質(zhì)量流量計(jì)標(biāo)定周期為24個(gè)月，貿(mào)易交接質(zhì)量流量計(jì)采用在線實(shí)流標(biāo)定，其它采用離線標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果直接影響流量計(jì)在實(shí)際中的應(yīng)用，標(biāo)定過程不止是檢驗(yàn)流量計(jì)是否超差，還需要根據(jù)標(biāo)定情況調(diào)整Flowcal系數(shù)以及計(jì)算出流量交接系數(shù)MF。
為了得到準(zhǔn)確的Flowcal系數(shù)和流量交接系數(shù)MF，標(biāo)定中必須注意以下幾點(diǎn)：a.標(biāo)定系統(tǒng)中配備的溫度計(jì)，壓力表必須檢定合格，在有效期內(nèi)，壓力表要求0.4級以上，溫度計(jì)最小刻度值為0.2℃，如采用遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)，需保證傳輸過程中無信號衰減和脈沖丟失。b.在標(biāo)定其中一路流量計(jì)時(shí)，要確保其它支路的泄露閥無泄漏。c.無論是在線標(biāo)定還是離線標(biāo)定，都需盡可能的使標(biāo)定工況和使用工況相近。d.標(biāo)定容器應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行清理，以減少油品或雜質(zhì)的粘附，而影響到標(biāo)定結(jié)果。
2 結(jié)論
由于我國現(xiàn)使用的質(zhì)量流量計(jì)大多都是進(jìn)口的，價(jià)格不低，而且質(zhì)量流量計(jì)主要用于貿(mào)易結(jié)算，所以在標(biāo)定和使用上，應(yīng)盡量減少不利因素的影響，提高準(zhǔn)確度，使它們更好地發(fā)揮計(jì)量職能。
參考文獻(xiàn)
[1]蔡武昌，孫淮清，紀(jì)綱.流量計(jì)測量方法和儀表的選用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.
[2]肖素琴，韓厚義．科里奧利力質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用[M]．北京：中國石化出版社，1999．
[3]肖素琴，油品計(jì)量員讀本[M].北京：中國石化出版社，2001．
