液体流量计设计技术分析

摘要：数据采集系统能及时、准确地记录现场设备参数，实现计量的自动化，提高数据采集的连续性和实时性。文章介绍了体积管在原油流量计现场中存在的问题，分析了运行工况、环境因素等对流量计检定的影响，并根据分析结果，制定了降低计量检定误差的解决对策，以有效提高原油流量计鉴定工作的效率和质量。

关键词：流量计； 设计；技术

Abstract: the data acquisition system can timely and accurate records site equipment parameters, realize the automation of measurement, and improve data collection of continuity and real-time. This paper introduces the volume in the crude oil tube flowmeter is existing in the analysis of the running condition, environmental factors on the influence of flow meter verification, and according to the results of analysis, formulated the lower metrological verification error solution countermeasures to improve the efficiency of oil flow meter identification and quality.

Keywords: flowmeter; Design; technology

中图分类号：V241.7+22文献标识码：A 文章编号：

一、当前流量计存在的主要问题

第一，流量计的质量。现场检定中经常发现部分新安装的流量计存在质量问题。第二，超范围使用。管道输送流量较小，却选用了测量范围较大的流量计；管道输送流量较大，选用了测量范围较小的流量计。第三，检定工况与管道实际工况差别过大。检定时管道温度和压力与其实际运行工况差别很大，造成流量计在正常运行工况下产生很大的计量误差。第四，检定工艺流程。在进行现场检定时，需要关闭流量计正常运行的出口阀，使流过流量计的原油全部进入体积管中，确保计量检定的准确度和体积管的正常工作。第五，环境因素。检定中经常出现脉冲增多或减少的现象，造成计算机不能稳定显示瞬时的流量，使标定工作无法进行。第六，检定人员的资质。鉴定人员素质不高，责任心不强，甚至不了解流量计本身的使用范围和现场实际的使用范围。第七，新流量计未检定。有些流量计未经检定就投入使用。第八，标准装置中含有气体。在检定流量计时，如果标准装置中含有气体，容易造成瞬时流量变动较大。第九，流量计与体积管的温度不平衡。流量计的实际工作温度与体积管的温度未达到平衡就进行检定，导致检定数据不准确，给交接双发带来损失。

二、如何减小计量检定误差

第一，严把流量计质量关。从正规厂家进货，拒绝不合格品。现场检定应检查流量计的运行状态，检查脉冲发讯器的连接部分是否接牢，屏蔽线是否连接。第二，流量计检定是在线检定。对于容积式流量计，工作条件主要是温度和压力，温度每升高1℃，流量计的误差变化为0.07%；压力每变化1Mpa，流量计的误差变化为0.008%，因此检定时要求被检单位将普通压力表更换为精密压力表，且不得随意提高温度和压力，否则检定人员有权拒绝检定。第三，现场检定时要求交油方严禁用缓冲罐输油。第四，现场检定时先用软管连接流量计标定线的进出口端，输油运行15min，然后连接体积管与标定线并实验室检定，以防止被检定管道内的杂质进入体积管。第五，现场检定的准备工作就绪之后，打开计算机进入检定状态，断开与流量计连接的脉冲发讯器，观察计算机有无瞬时流量的显示，几分钟之后如果计算机无瞬时流量显示，则可以进行检定，否则应在排除电磁干扰后进行检定。第六，流量计检定之前要排除体积管标准段内的气体，在备检流量计的不同流量点都要进行排气。第七，冬季检定需要预热体积管，通过一段时间的运行，使检定系统内的温度达到平衡，以减少因检定系统温度不平衡产生的误差。

三、流量计设计技术分析

第一，系统组成与工作原理。标定时将待标定的流量计与体积管串联起来，运行输油泵可以连续地改变流量。流量计标定系统用于对流量计进行自动标定，通过切换系统中四通阀的方向对体积管标定的方向进行控制。它可以显示流量计6次标定的脉冲数，同时可以进行基本误差、重复性的计算。第二，体积管的校正。流量计标定系统工作一段时间后需要对体积管进行校正。体积管标定系统用于对体积管进行自动标定，它可以显示6次标定的标准体积、体积管正向标准体积、体积管反向标准体积和体积管标准体积，同时可以进行标准误差、重复性和准确度的计算。第三，控制系统。流量计标定控制系统整个过程全部采用计算机和PLC控制。数据采集采用16路数字量输出/输入（I/O），16路模拟量输入（A/D）。由A/D实时采集流量计、体积管、压力变送器、温度变送器等输出的模拟量，通过数字I/O对电磁阀、四通阀、输油泵等发送控制信号。第四，软件系统。可编程逻辑控制器系统完成现场所有工艺参数采集、设备的控制等任务。PLC设备采用美国AB公司的SLC 500系列控制器。通过处理器模块（1747-L551）上的以太网接口与计量标定系统中的工作站进行实时通讯，传送各种数据。可编程逻辑控制器系统完成的功能为：现场压力、温度工艺参数、阀门的开关状态的采集任务；体积管进出口阀门的开、关控制；四通阀正向反向控制；实时采集流量计脉冲数。计算机实时监控系统可以完成以下主要功能：工艺流程图显示：在工艺流程图上可以显示计量标定系统中的工艺参数与阀门状态；实时参数显示：实时显示计量标定系统中所采集压力、温度和脉冲数工艺参数；趋势图显示：可显示压力和流速的实时趋势及历史趋势，可人工调整趋势显示区间及采样周期；报警功能：参数超过设定值自动产生报警，在报警表里显示，有报警声音提示；检定记录打印：可以打印体积管、1#流量计和2#流量计的当日检定记录和指定日期检定记录。该套软件的开发过程严格遵守中华人民共和国国家计量标定规程《液体容积式流量计（JJG-667-2010）》，参考《液体流量标定装置（JJG-164-2000）》的有关规定和要求，并结合我国各原油输送管道流量标定装置的工艺特点，实现功能齐全、操作方便的目标。

四、小结

第一，该流量计标定系统可以提高流量计的标定速度，缩短标定过程时间。第二，采用计算机系统实现标定过程，标定数据自动检测、处理，避免人为操作误差，确保数据准确可靠。第三，标定过程符合国家标定规程《液体容积式流量计（JJG-667-2010）》的规定，运算模型符合标准要求，标定结果可靠。该系统稳定可靠，使用效果良好，可以推广使用。

参考文献：

1、赵璄,濮新宏,陈祥斌.原油流量计检定中的问题与对策[J].油气储运,2009(1).

2、肖汉卿,王王池,孔庆彦等.JJG 667-2010液体容积式流量计检定规程[M].中国计量出版社,2011.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。