摘 要：为消除影响质量流量计系统稳定性运行的各种因素，建立了计量检定系统，以保证质量流量计的稳定运行。该系统的应用提高了周期检定合格率和计量准确率。就质量流量计的运行与维护提出了建议。

关键字：质量流量计 稳定性运行计量检定系统应用

    兰成渝成品油管道从兰州首站至重庆末站共设有15座输油站，配置了40台质量流量计，两套移动式小型体积管和两套水标定系统。成都和重庆分别设两套常规体积管，两套水标定系统和两个油品化验室，配套计量仪表170余台次。自2012年9月29日投产运行以来，输量由2013年的300´10⁴t上升至2014年的560´10⁴t。

    兰成渝成品油管道采用质量流量计计量方式，体积管配振动管密度计检定质量流量计。2012年10月~2016年间部分质量流量计运行不稳定，经常出现零点漂移、超差等问题，移动式小型体积管检定质量流量计的重复性较差，质量流量计年检定合格率偏低（每年仲裁检定质量流量计20多台次，检定合格率仅为60%~80%）。为此，开展质量流量计稳定性研究，并建立常规体积管计量检定系统，以提高检定质量流量计的重复性。

    一、计量检定系统的建立和优化

    1、成都和重庆的计量检定系统

    2012~2014年，在成都和重庆分别建立了常规体积管配振动管密度计检定质量流量计和水标定系统，采用自动控制和调节流量，自动采集在线密度，计算出具检定报告，操作方便简单、安全可靠。尤其是体积管的水标定系统，采用先进的电磁阀控制，提高了水标定体积管的重复性和标定效率，重复性小于0.016%，测量不确定度低于0.030%。

    检定系统运行正常，结果准确，操作简单，安全可靠，检定质量流量计的重复性优于移动式小型体积管的重复性。

    水标定体积管和检定质量流量计均取得了国家计量检定证书，并于2016年9月通过了中国石油管道公司的验收，该系统在国内处于先进水平。

    2、调整质量流量计的应力

    根据质量流量计的结构和特点，质量流量计如果安装不当会产生应力，使用环境、气候的变化也会使应力有相应的改变，造成零点漂移，运行不稳定。因此，研究制定了调整应力技术方案，对各站质量流量计的应力进行调整。为减少零点漂移，又适当地调整了部分质量流量计小信号量的切除量，增强了质量流量计适应环境和气候变化的能力，提高了质量流量计运行的稳定性，调整应力后，质量流量计的检定精度和重复性均得到了改善，效果明显。

    3、提高质量流量计的信号传输能力

    在检定质量流量计时，经常出现脉冲丢失现象。脉冲丢失是造成检定不能正常进行和计量不准的重要原因之一。经过研究，发现质量流量计在信号传输中因某种原因，造成脉冲幅值衰减而出现丢失。只有提升质量流量计输出脉冲的幅值，才能进行质量流量计的检定和正常计量。

    在质量流量计变送器输出端采取技术措施，提升输出脉冲的幅值，解决了全线40台质量流量计的检定和正常计量问题。

    4、压力补偿

    当质量流量计投入运行后，发现流量压力的变化对流量计的误差有影响，尤其是对于CMF400以上的流量计，在运行压力较高、变化频繁时会产生较大的误差。分析了影响流体压力变化的因素，将分输压力控制在检定时的压力范围内，保持相对稳定，给每台流量计加压力补偿，保证了计量的准确度。

    5、更换调节阀芯

    2015年5月~8月，对广元站流量计量进行了多次检定，重复性和线性度均不合格。为此采取了调整流量计前后安装管道以消除应力，更换传感器，改变阻尼系数，调整小信号切除量等方法，但效果仍然不明显。后来发现，由于流量调节阀阀芯的迷宫流道长时间被流体冲刷，磨损严重，造成流量波动量达到40%，流量不稳，无法检定和运行，图1为更换调节阀芯前的流量计量系统运行曲线。分输流路需要从高压减压到工作压力，这由减压调节阀来完成，一旦减压调节阀阀芯磨损，油品流经调节阀后就会产生气蚀、鼓泡等现象，并导致油品在流动过程中变成带有一定频率、较大振幅的干扰流，即使在流经消气过滤器后，这种干扰仍然存在，严重影响了流量计的稳定运行和体积管对流量计的在线检定。

    先对流量调节阀芯进行暂时处理，控制流量稳定，使流量计检定通过并能较稳定运行。更换阀芯后，调节阀恢复正常运行，图2为更换调节阀芯后的流量计量系统运行曲线。

    调整调节阀芯后，使用移动式小型体积管检定流量计，当流量控制在150m³/h时，预运行段的时间大约为1.9s，阻尼系数设置为0.4s。在检定过程中，通过体积管出口调节阀来调整压力，以缩小调节阀的压差，使流量、压力相对稳定，检定中将RUN设置为3个，PASS设置为5个，检定的重复性明显改善。2015年8月16日不同流量下的检定流量计数据见表1。

    

    2015年至今，已经更换了成县站、广元站、绵阳站、成都站和隆昌站的调节阀芯，使通过流量计的分输量稳定，流量波动量控制在5%以内。

    6、消除流量计背压

    流量计运行后发现，广元、德阳、内江和隆昌分输站的流量计运行时经常出现显示错误，计量油品丢失，运行不稳，原因是输油站地势高于油库地势，流量计背压过小，达不到最小背压要求，流量计出口背压应满足：

    P_b=2Δp+1.25Pe

    式中    P_b——最小背压，kPa；

            Δp——在最大流速下通过流量计的压力降，kPa；    

            P_e——操作温度下的饱和蒸气压，kPa。

    为此采取了控制流量计出口背压的措施，使流量计能够正常运行和计量。

    二、质量流量计运行与维护的注意事项

    影响质量流量计稳定运行的主要原因有，应力的变化、振动的影响、零点漂移、流量波动、流量计背压、压力补偿、输出脉冲的稳定等，在使用中应注意观察和改正。

    使用质量流量计要避免振动影响，流量波动会使流量计运行不稳定，应保证正常流量波动不大于5%，最大不超过10%。当调节阀前后出现高压差时，以损坏的阀芯进行流量控制会使阀后流量出现很大波动，并伴随有噪音、冲刷、喘流及气蚀现象，严重影响体积管对流量计量系统的在线检定工作。损坏的流量调节阀不再具有正常的调节特性，即便对磨损的阀芯进行修理，流量调节阀也很难恢复到原有的特性。因此，分输减压站应控制流量调节阀的压差，避免处在过大的状态，可考虑采取逐级减压的措施，避免损坏调节阀，保证系统运行稳定。

    有条件时应尽量采用常规体积管配振动管密度计检定质量流量计，这样可保证检定流量计中具有较好的重复性，达到稳定运行和计量准确的目的。

    为了获得较好的计量精度并保证稳定运行，质量流量计运行时应尽量保证运行压力波动较小，控制检定时的压力。

    为提高质量流量计的周期检定合格率，每3~6个月应对流量计的零点进行一次检测，发现问题及时调整和改进。

    质量流量计首次应用于我国成品油输油管道，推动了成品油计量技术的发展，为今后使用质量流量计提供了可借鉴的经验。