計量器具之（流量計）測量誤差原因分析

一、計量器具本身存在誤差

我廠的質(zhì)量流量計精度等級大多為0.2。即經(jīng)過檢定其相對誤差在± 0.2%以內(nèi)。用于能耗的大多為體積流量計，精度等級更低。即其檢定的相對誤差更大。

油罐容積標定的容積與實際容積之間的誤差不超過±0.5％。

按JJG398《測深鋼卷尺檢定規(guī)程》，檢定石油量油尺時所加于尺帶的拉力為45N，但在實際標定時，不排除加力不足或超重的可能性。這就是說，在其標定時就已產(chǎn)生了誤差。另一普遍現(xiàn)象是一把量油尺頻繁使用，雖然該尺尚在檢定有效期內(nèi)，但因尺帶嚴重扭曲，使計量所得的油高值往往大于實際值。

SY－Ⅰ型石油密度計允許差數(shù)為±0.0005g／cm3；SY－Ⅱ型石油密度計允許差數(shù)為±0.001g／cm3。這兩個修正值對貿(mào)易交接來說，是一個不容忽視的因素。因此對密度計的標定與否，將直接影響計量精確度。

二、工況改變造成器具測量誤差及操作產(chǎn)生誤差

目前裝置物料及能耗采用流量計計量，受工況影響產(chǎn)生附加誤差。原油動態(tài)計量采用流量計配玻璃密度浮計計量方式，油品分析過程中的水分測定及密度測量均由人工操作來完成。油品火車罐車出廠采用人工檢尺的方法。無論那種測量都會產(chǎn)生誤差，除儀器本身誤差外，人的因素也會帶來一些附加誤差。

1、工況改變使流量計產(chǎn)生測量誤差：

流量計動態(tài)計量由于儀表本身的系統(tǒng)誤差，及受檢定條件與生產(chǎn)運行條件下油品性質(zhì)，溫度，壓力等參數(shù)的變化而存在著誤差。

工況壓力對測量結(jié)果的影響：我廠進出裝物料流量計大多為質(zhì)量流量計。流量計在標定站標定壓力一般在0.2MPa左右，標定介質(zhì)多數(shù)為水，但是質(zhì)量流量計安裝后實際工作壓力比標定壓力高好幾倍。對DS300質(zhì)量流量計的實際工作壓力每升高0.1MPa，質(zhì)量流量計會產(chǎn)-0.17%～-0.12%的附加誤差，即當工作壓力高于檢定壓力時，每高出0.1MPa質(zhì)量流量計會產(chǎn)生約為-0.15％的附加誤差；而當工作壓力低于檢定壓力時，每低于0.1 MPa質(zhì)量流量計會產(chǎn)生約0.15％的附加誤差。工況壓力對科氏力質(zhì)量流量計的測量的準確度影響較小，而零點校驗對它的測量準確度影響較大。對于孔板流量計測量誤差更明顯。孔板設(shè)計時是按照給定的已知條件進行計算的，但實際測量中介質(zhì)的溫度、密度、壓力、粘度等參數(shù)往往發(fā)生變化，實際應用中被測介質(zhì)溫度每變化10℃，液體的密度變化大致不超過1%。氣體在常溫附近，溫度每變化10℃時，密度變化約3%，氣體在1個大氣壓時，壓力每變化10Pa，密度變化10％。

在生產(chǎn)中由工況壓力的改變造成流量計計量不準。如氣體分離裝置9月份物料不能平衡，通過對其進出物料數(shù)據(jù)分析，造成不平衡的原因是氣體分離裝置為降低其能耗，改變工藝操作，由原來泵送產(chǎn)品物料改為自壓生產(chǎn)方式，輸送壓力由原來的1.5MPa降低為0.8Mpa。低于其工況下的飽和蒸汽壓，使液態(tài)烴汽化導致質(zhì)量流量計計量不準。

工作溫度對質(zhì)量流量計測量結(jié)果也有影響：當溫度發(fā)生變化時，傳感管的鋼性也隨之變化，從而影響質(zhì)量流量計的準確度；當溫度變化時，還會引起傳感器的幾何結(jié)構(gòu)的不均衡，從而影響到質(zhì)量流量計的零點穩(wěn)定度。

2、測量油高、溫度及密度時產(chǎn)生誤差

油高是直接反映罐內(nèi)儲液容量的重要參數(shù)。如果儲液高度計量不準，得到的油品數(shù)量就會產(chǎn)生人為的誤差。在油品高度計量時，油罐內(nèi)徑越大，油品數(shù)量誤差就越大。操作人員必須掌握不同油品的特點，排除計量時可能出現(xiàn)的虛假性，油罐從進油結(jié)束到開始測量油高需有一段穩(wěn)油的時間，待油面靜止時再測量油高。對于粘度高的油品，裝油結(jié)束后往往在油表面覆蓋有一層泡沫，若在存有大量空氣泡沫的情況下測量油罐內(nèi)的油高，勢必有虛假性存在。嚴格說來，密度計量必須在室內(nèi)油品靜止、溫度相對穩(wěn)定狀態(tài)下進行測定。而在實際工作中，對于經(jīng)過輸轉(zhuǎn)裝油作業(yè)后溫度會升高。分析某一溫度下的密度時，分析油樣的過程，分析人員的分析熟練程度及技能的高低直接影響分析結(jié)果。所以在采完油樣后待溫度相對穩(wěn)定變化不大時再進行油樣分析。減小測量誤差。

在計算油品的標準體積時，需要測量油品的實際溫度。而油品罐區(qū)的溫度計采用熱電偶溫度計，大多設(shè)在罐底以上1米左右，伸進大罐1.5米左右的位置。在此位置采出的溫度對整個大罐的溫度不具有代表性。油罐溫度可用于油罐監(jiān)控，但對油品計量不能滿足要求。

3、自動采樣器采樣器具的測量誤差

現(xiàn)在原油進廠采用自動采樣器代替手工采樣，增強了采樣的精度。但由于長輸管道輸送油品多種流態(tài)形成的不均勻性，采樣器在DN300、DN350管道中間采樣,采出的油樣并不完全具有代表性。采出的油樣分析結(jié)果與實際值必有差異。在長輸管道自動采樣器前加一靜態(tài)混合器，讓油樣在管道內(nèi)充分混合，然后采樣分析，就會減小其測量誤差。

另外，計量器具在制造過程中，因各種客觀原因使所標刻度線達不到精度要求。所以必須用實測方法予以修正。消除計量器具自身的誤差。降低油品計量的誤差。

三、計量器具的選擇、安裝方式及維護的因素影響測量精度

任何計量器具都有所測介質(zhì)的指向性和適應性。根據(jù)所測介質(zhì)性質(zhì)的不同選不同的器具。選型不好造成很大的計量誤差。

在安裝方式上，計量儀表使用條件苛刻，有些儀表安裝需在其前后有直管段要求：如表前10D表后5D即需在表前安裝10倍的管道直徑、表后5倍的管道直徑長度的直管段。不同型式的儀表有不同的安裝要求。在儀表安裝對否，對計量準確有關(guān)系。任何計量器具都有其使用壽命，也有出現(xiàn)故障的可能，當出現(xiàn)故障對其準確判斷、維護的技術(shù)水平也會影響測量結(jié)果。還有使用環(huán)境惡劣與否也會造成誤差。

四、針對產(chǎn)生誤差因素，采取措施減少測量誤差

（1）在油品計量過程中，計量器具合格與否，與其是否經(jīng)過周期檢定并給出正確的修正值密切相關(guān)。需定期進行周檢。

（2）為減小原油管道自動采樣器采集油樣的測量誤差，在長輸管道自動采樣器前加一靜態(tài)混合器，讓油樣在管道內(nèi)充分混合，然后采樣分析，就會減小其測量誤差。

（3）在實際應用中針對計量器具產(chǎn)生測量誤差原因，采取措施減少工況產(chǎn)生的測量誤差。對于貿(mào)易交接流量計貿(mào)易交接量要用實際測量量乘以流量計的標定系數(shù)；對于DS型質(zhì)量流量計在使用中需進行壓力補償及溫度補償。對于科氏力流量計，為確保其在工況條件下的測量不確定度，在實際使用過程中一定要在工況上限壓力條件下進行零點校驗后方可將流量計投入正常使用，從而保證工藝控制和物料、能源計量的準確可靠。

（4）對于貿(mào)易交接流量計有兩臺,其流量計系數(shù)分別為0.998和1.002，對于買方來講，希望用系數(shù)為0.998的流量計，賣方愿用系數(shù)為1.002的流量計，買賣雙方易發(fā)生矛盾。建議采用流量計系數(shù)法的處理方法來避免。

流量計系數(shù)就是真實值與流量計測得值之比。也就是說，流量計示值與流量計系數(shù)之積即為真值。也就是該臺流量計實際通過的量。在實際工作中，根據(jù)流量計排量及對應的流量計系數(shù)，分段對流量計示值進行修正。把經(jīng)過修正的結(jié)果作為實際交接量。

更進一步的方法采用誤差曲線處理法，可完全杜絕人為選擇流量計或控制流量計排量來控制輸送誤差現(xiàn)象。

在工藝控制方面因充分認識到質(zhì)量流量計的系統(tǒng)誤差，可大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量，增強產(chǎn)品的市場競爭力和市場占有率。

參考文獻：

1、孫麗麗工況壓力對質(zhì)量流量計測量準確度影響《工業(yè)控制計算機》2004年

2、袁國富 工作壓力對質(zhì)量流量計影響及修正方法《齊魯石油化工》第34卷