常用于贸易交接的油气流量计误差产生原因及处

自石油工业出现以来, 从石油开采、储运、炼制直到贸易销售, 任何一个环节都离不开流量计, 对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。

科氏质量流量计测量管分为弯曲形和直形, 选用弯曲形的比直形管管壁厚, 容易积存气体和残渣, 同时容易发生测量管堵塞, 引起附加误差;选用直形虽不易积气, 也不易堵塞, 但其管壁相对较薄, 测量值易受腐蚀影响[1]。

处理方法:根据测量介质的性质, 选用合适的结构是测量管, 洁净的液体或带少量气体的液体可选用弯曲形的测量管;如若介质是液固混合物或高黏度流体时, 则选用直形测量管。

科氏质量流量计的原理和结构决定了外界震动对它的影响, 因此在安装过程中, 一定要遵照规范进行安装, 否则就会带来极大的误差。

处理方法:传感器必须安装在管道充满被测流体的位置, 并尽量消除或减少流体中固体颗粒在测量管内壁的沉积;安装场所尽量远离大功率泵、电机等振动干扰源;传感器与管道的连接尽量做到“无应力”, 传感器的安装采用坚固的支架, 采用挠性连接;传感器如需并联 (或串联) 使用时, 要保持适当的距离。

在流量计背压不足情况下, 测量液化的气体或有析出气体趋向的介质时, 可能出现气蚀, 对测量管的振动稳定性会造成一定的影响。

处理方法:按照规范安装, 保证管路中有足够的背压, 采用合适的配管高度来满足背压。

流体密度变化对流量值的影响并不是很大, 但在精密计量中仍需要注意, 尤其是密度变化较大的场合, 需要考虑密度。

处理方法:用制造商提供密度影响量的数据进行密度影响补偿, 掌握具体测量介质的密度, 进行计算校正值予以校正。

零点漂移来自流量传感器部分, 主要原因有; (1) 机械振动的非对称性和衰减; (2) 流体的密度黏度变化, 影响前者的因素有: (a) 管端固定应力的影响; (b) 振动管钢刚度的变化; (c) 双管谐振频率不一致性; (d) 管壁材料的内衰减。后者影响零位的原因是结构不平衡, 因此即使在空管时将双管的谐振频率调整一致, 到充满液体时可能产生零漂, 同样因黏度引起的振动衰减与频率有关, 在流动时亦可能产生零漂。

处理方法:使流量传感器排尽气体, 充满待测流体后再关闭传感器上下游阀门, 在接近工作温度的条件下, 按照流量计操作规程进行调零。另外, 在安装方面变动或温度大幅度变化时仍然需要重新调整。

被测介质为天然气时, 要求天然气组分在GB/T17747和GB/T17820规定的范围, 真实相对密度为0.55~0.8。在含有可衰减声波的CO₂含量超过10%, 或接近天然气混合物临界密度的条件下工作, 或总含硫量超过460mg/m³的情况下, 需要向制造厂提出相应的专门要求。

正常输气情工况下, 流体中还有油品残留物、灰尘、凝析液等附着物时, 会减少流量计的流通面积, 影响计量准确性;同时附着物还会阻碍或衰减超声波传感器发射和接收信号或者影响超声波信号在流量计管壁的反射, 会产生严重的误差。

处理方法:加强对流量计的维护保养, 定期检查并清洗流量计探头。

超声波流量计应尽可能避开振动环境, 特别要避免可能引起信号处理单元、超声换能器等部件发生共振的环境;避免声学噪声干扰, 来自被测介质内部的噪声可能会对超声波流量计的准确测量带来不利影响。

处理方法:在设计、安装过程中, 避免振动环境, 使流量计尽可能远离噪声源或采取消除噪声干扰的措施。

被测介质为天然气时, 天然气组分满足在GB/T17747和GB/T17820规定的范围后, 仍有可能因为组分的不完全确定, 引起测量误差。

处理方法:在天然气计量管线上安装色谱分析仪, 并将色谱分析仪检测到的组分数据实时引入到流量计算机中, 参与流量测量计算。在涉及测量数量大、贸易金额多的超声波流量计, 建议安装色谱分析仪, 以增强测量数据的准确性。

流量测量是一项具体的技术工作, 随着技术的发展, 对测量精度的要求越来越高。现场工作人员应做到下面三点, 来尽量消除或减少附加误差。

(1) 严格按照标准要求进行设计、计算、制造、安装、使用、检验等工作;

(2) 加强流量计管理, 加强对计量装置、仪表、管路等检查、维护、保养、检定;

(3) 避免出现故障状态或不符合标准规定的状态。