張廣超

國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)西部管道新疆輸油氣分公司

摘要：針對(duì)長(zhǎng)輸管道成品油分輸站分別從管道及流量計(jì)安裝和流量計(jì)背壓具體分析了質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)漂移的原因，依據(jù)質(zhì)量流量計(jì)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提出了從安裝過(guò)程、調(diào)零過(guò)程、低輸量、停輸?shù)惹闆r相應(yīng)的解決辦法。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證，能有效消除或降低質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)漂移，提高計(jì)量的準(zhǔn)確度。

關(guān)鍵詞：分輸站；質(zhì)量流量計(jì)；零點(diǎn)漂移

西部成品油管道起點(diǎn)烏魯木齊，途經(jīng)天山、戈壁灘、祁連山區(qū)、黃土高原等地區(qū)，終點(diǎn)為蘭州，沿線共設(shè)有5個(gè)分輸站點(diǎn)，每個(gè)分輸點(diǎn)均設(shè)3 條分輸支線，用于輸送柴油和汽油。站內(nèi)采用科里奧利質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，計(jì)量后進(jìn)入地方油庫(kù)儲(chǔ)罐。

質(zhì)量流量計(jì)能直接測(cè)量流體的質(zhì)量，具有很高的測(cè)量準(zhǔn)確度。但其精度容易受干擾因素影響，其中較為顯著的影響因素之一是零點(diǎn)漂移。零點(diǎn)即流量計(jì)在未流通流體時(shí)顯示的流量數(shù)值，通常在分輸站等管輸末端表現(xiàn)尤為嚴(yán)重，影響了貿(mào)易交接的準(zhǔn)確性。本文將具體分析零點(diǎn)漂移的原因，并提出解決辦法，以最大限度減小其對(duì)計(jì)量的影響。

1  零點(diǎn)漂移產(chǎn)生的原因分析

零點(diǎn)漂移的產(chǎn)生原因多種多樣，主要包括安裝和運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力以及機(jī)械振動(dòng)導(dǎo)致的傳感器準(zhǔn)確度下降，另外，質(zhì)量流量計(jì)所處的工藝條件不滿足要求也是產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的一個(gè)重要原因。

（1） 機(jī)械振動(dòng)及不穩(wěn)定流體。流量傳感器的零點(diǎn)漂移主要源于不對(duì)稱的振動(dòng)和振動(dòng)管內(nèi)液體粘度、密度的不恒定。流體密度變化會(huì)產(chǎn)生附加的慣性力，即使空管時(shí)將雙管的諧振頻率調(diào)整一致，充滿液體時(shí)仍可能產(chǎn)生零點(diǎn)漂移。黏度的變化使測(cè)量管的內(nèi)壁附著層不同，產(chǎn)生不同的邊界效應(yīng)，導(dǎo)致測(cè)量管的質(zhì)量分配不穩(wěn)定，從而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

（2）質(zhì)量流量計(jì)的背壓。當(dāng)管道內(nèi)液體壓力等于或小于該溫度下液體的飽和蒸汽壓時(shí)，蒸氣會(huì)從液體中逸出，形成許多蒸氣和氣體混合物的小氣泡，容易造成氣蝕現(xiàn)象。另外，質(zhì)量流量計(jì)含氣不僅影響計(jì)量，還會(huì)影響流量計(jì)零點(diǎn)的穩(wěn)定性。

2  解決措施

（1）流量計(jì)安裝過(guò)程中需要注意的問(wèn)題。

流量傳感器安裝。由于測(cè)量管形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的差異，同一口徑相近流量范圍不同型號(hào)傳感器的重量和尺寸差別很大，因此必須按照廠家規(guī)定的安裝方法，確定是否設(shè)置支撐架或基礎(chǔ)，是否以柔性管連接等。安裝設(shè)計(jì)時(shí)盡可能確保其有較長(zhǎng)的使用壽命，為除去過(guò)早磨損和產(chǎn)生測(cè)量誤差的固形物和夾雜氣體，按流體和管道條件在傳感器上游安裝過(guò)濾器或氣體分離等保護(hù)裝置。

截止閥和控制閥的安裝。為保證流量計(jì)調(diào)零時(shí)流體靜止，流量計(jì)前后均需要安裝截?cái)嚅y，并檢測(cè)閥門內(nèi)漏。

脈動(dòng)和振動(dòng)。工藝管道本身產(chǎn)生的振動(dòng)頻率避免和流量計(jì)的頻率相近，防止發(fā)生共振。設(shè)置脈動(dòng)、振動(dòng)衰減器或柔性連接管，特殊的流量傳感器的夾裝固定設(shè)備可以減少共振影響。

防止流量計(jì)間相互影響。相同型號(hào)的兩臺(tái)或多臺(tái)流量計(jì)串聯(lián)或并聯(lián)安裝時(shí)，流量計(jì)間容易產(chǎn)生影響導(dǎo)致振動(dòng)，因此應(yīng)避免安裝在一個(gè)支撐架上，并保證足夠的傳感器間距，最好在傳感器上加裝防振措施。

管道應(yīng)力和扭曲。流量計(jì)法蘭與管道法蘭連接旋緊螺栓時(shí)要均勻，勿使流量計(jì)產(chǎn)生應(yīng)力。若在布設(shè)管道時(shí)預(yù)接入與流量計(jì)同樣長(zhǎng)度的短管，可防止不良布管形成的應(yīng)力。在使用過(guò)程中由于工藝流程壓力和溫度變化，流量計(jì)會(huì)受到管線軸向力或扭曲力，影響測(cè)量性能，要做好必要的固定支架。

（2）流量計(jì)調(diào)零。調(diào)零必須在安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，用被測(cè)介質(zhì)打循環(huán)約5分鐘，保證滿管并排盡氣體，充滿待測(cè)流體后再關(guān)閉流量計(jì)下游閥門，再關(guān)閉上游閥門，在接近工作溫度的條件下使用375手操器或者prolink軟件連續(xù)調(diào)零三次，以比較三次零點(diǎn)偏置值，如果連續(xù)最后兩次偏置值很接近，說(shuō)明已捕捉到一個(gè)好的零點(diǎn)。安裝方面變動(dòng)或溫度大幅度變化時(shí)需要重新調(diào)整。

（3）減少停輸期間管線泄壓。分輸站停輸時(shí)流量計(jì)所在封閉管段因陽(yáng)光長(zhǎng)時(shí)間照射或冬季電伴熱加熱導(dǎo)致管內(nèi)壓力上升，達(dá)到工藝壓力要求上限時(shí)，需要進(jìn)行人為泄壓，進(jìn)而導(dǎo)致管內(nèi)液體氣化，影響流量計(jì)計(jì)量和零點(diǎn)穩(wěn)定性。為減少人為泄壓情況出現(xiàn)，應(yīng)在流量計(jì)上方設(shè)置遮陽(yáng)棚，防止流量計(jì)暴曬，相應(yīng)管段管線電伴熱宜采用可溫控電伴熱。

（4）避免低流量運(yùn)行。當(dāng)流量計(jì)運(yùn)行在低流量下時(shí)，零點(diǎn)所帶來(lái)的測(cè)量誤差較大。以哈密分輸站流量計(jì)為例：流量范圍31.2 t/h～375 t/h，設(shè)其零點(diǎn)為0.1，運(yùn)行在流量下限時(shí)，零點(diǎn)帶來(lái)的誤差為3.2‰，遠(yuǎn)超過(guò)貿(mào)易交接計(jì)量要求誤差在2‰以內(nèi)，此時(shí)零點(diǎn)不確定度是誤差的主要來(lái)源。因此，將零點(diǎn)調(diào)整到一個(gè)較小的值并且避免流量計(jì)在低流量下運(yùn)行，可以減小零點(diǎn)帶來(lái)的誤差。

（5）合理設(shè)置小流量切除。成品油分輸站處于間歇式輸送，并且停輸時(shí)間較長(zhǎng)，所以停輸時(shí)流量計(jì)由于零點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間作用導(dǎo)致累計(jì)流量數(shù)值有一定的變化，造成計(jì)量的不準(zhǔn)確。

質(zhì)量流量計(jì)有小流量切除功能，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際輸量情況設(shè)置一流量值X，即在流量計(jì)傳感器檢測(cè)到流量小于設(shè)置的流量值X時(shí)，進(jìn)行切除，流量計(jì)不顯示瞬時(shí)流量也不計(jì)入累計(jì)流量。這一功能可以很好地避免停輸期間由零點(diǎn)帶來(lái)的不準(zhǔn)確計(jì)量。

保證流量計(jì)足夠背壓。根據(jù)SY/T 6682-2007《用科里奧利流量計(jì)測(cè)量液態(tài)烴流量》的規(guī)定，流量計(jì)入出口處需保持足夠的背壓 ，方法按式（1）計(jì)算：

Pb＝2△P ＋ Pe     （1）

式中：Pb為最小背壓，MPa；△P 為最大工作流量下流量計(jì)的壓降，MPa；Pe為液體在工作溫度下的平衡蒸汽壓，MPa。

根據(jù)GB 17930―2016《車用汽油》的規(guī)定，汽油蒸氣壓的質(zhì)量指標(biāo)在不同情況下的最大值為0.085 MPa。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，以某成品油分輸站為例，流量計(jì)在最大工作流量下的壓降為0.03 MPa，由此得出最小背壓為Pb=2×0.03＋1.25×0.085=0.17 MPa。

由于油品經(jīng)流量計(jì)后直接進(jìn)入儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐液位低時(shí)，背壓很小，難以達(dá)到要求。所以需要在流量計(jì)后安裝調(diào)節(jié)閥，以增加流量計(jì)背壓，達(dá)到最小背壓要求，防止油品出現(xiàn)氣化造成氣蝕現(xiàn)象并影響流量計(jì)計(jì)量和零點(diǎn)穩(wěn)定性。

3  結(jié)語(yǔ)

分析成品油分輸站質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象的原因，并提出解決措施；流量傳感器、截止閥、控制閥、流量計(jì)本體以及管道的正確合理安裝可以降低或者消除質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)漂移；另外，在運(yùn)行管理方面應(yīng)該減少管線泄壓、避免低輸量運(yùn)行、設(shè)置小流量切除以及保持流量計(jì)有足夠背壓。以上方法同樣適用于解決其他工業(yè)用質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)漂移問(wèn)題。

作者簡(jiǎn)介：張廣超，1987年生，本科，高級(jí)工程師，畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)，現(xiàn)從事油氣管道計(jì)量管理工作。聯(lián)系方式：15022985088，zhanggc@pipechina.com.cn。