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(chǎng)的質(zhì)量流量計精度等級大多為0.2。即經(jīng)過(guò)檢定其相對誤差在± 0.2%以?xún)?。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(shí)際容積之間的誤差不超過(guò)±0.5％。

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

SY－Ⅰ型石油密度計允許差數為±0.0005g／cm3；SY－Ⅱ型石油密度計允許差數為±0.001g／cm3。這兩個(gè)修正值對貿易交接來(lái)說(shuō)，是一個(gè)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(dòng)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(guò)程中的水分測定及密度測量均由人工操作來(lái)完成。油品火車(chē)罐車(chē)出廠(chǎng)采用人工檢尺的方法。無(wú)論那種測量都會(huì )產(chǎn)生誤差，除儀器本身誤差外，人的因素也會(huì )帶來(lái)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(dòng)態(tài)計量由于儀表本身的系統誤差，及受檢定條件與生產(chǎn)運行條件下油品性質(zhì)，溫度，壓力等參數的變化而存在著(zhù)誤差。

工況壓力對測量結果的影響：我廠(chǎng)進(jìn)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)多數為水，但是質(zhì)量流量計安裝后實(shí)際工作壓力比標定壓力高好幾倍。對DS300質(zhì)量流量計的實(shí)際工作壓力每升高0.1MPa，質(zhì)量流量計會(huì )產(chǎn)-0.17%～-0.12%的附加誤差，即當工作壓力高于檢定壓力時(shí)，每高出0.1MPa質(zhì)量流量計會(huì )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(shí)，每低于0.1 MPa質(zhì)量流量計會(huì )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(diǎn)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?？装逶O計時(shí)是按照給定的已知條件進(jìn)行計算的，但實(shí)際測量中介質(zhì)的溫度、密度、壓力、粘度等參數往往發(fā)生變化，實(shí)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(guò)1%。氣體在常溫附近，溫度每變化10℃時(shí)，密度變化約3%，氣體在1個(gè)大氣壓時(shí)，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(guò)對其進(jìn)出物料數據分析，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(lái)泵送產(chǎn)品物料改為自壓生產(chǎn)方式，輸送壓力由原來(lái)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)量流量計測量結果也有影響：當溫度發(fā)生變化時(shí)，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(shí)，還會(huì )引起傳感器的幾何結構的不均衡，從而影響到質(zhì)量流量計的零點(diǎn)穩定度。

2、測量油高、溫度及密度時(shí)產(chǎn)生誤差

油高是直接反映罐內儲液容量的重要參數。如果儲液高度計量不準，得到的油品數量就會(huì )產(chǎn)生人為的誤差。在油品高度計量時(shí)，油罐內徑越大，油品數量誤差就越大。操作人員必須掌握不同油品的特點(diǎn)，排除計量時(shí)可能出現的虛假性，油罐從進(jìn)油結束到開(kāi)始測量油高需有一段穩油的時(shí)間，待油面靜止時(shí)再測量油高。對于粘度高的油品，裝油結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的油高，勢必有虛假性存在。嚴格說(shuō)來(lái)，密度計量必須在室內油品靜止、溫度相對穩定狀態(tài)下進(jìn)行測定。而在實(shí)際工作中，對于經(jīng)過(guò)輸轉裝油作業(yè)后溫度會(huì )升高。分析某一溫度下的密度時(shí)，分析油樣的過(guò)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果。所以在采完油樣后待溫度相對穩定變化不大時(shí)再進(jìn)行油樣分析。減小測量誤差。

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

3、自動(dòng)采樣器采樣器具的測量誤差

現在原油進(jìn)廠(chǎng)采用自動(dòng)采樣器代替手工采樣，增強了采樣的精度。但由于長(cháng)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。采出的油樣分析結果與實(shí)際值必有差異。在長(cháng)輸管道自動(dòng)采樣器前加一靜態(tài)混合器，讓油樣在管道內充分混合，然后采樣分析，就會(huì )減小其測量誤差。

另外，計量器具在制造過(guò)程中，因各種客觀(guān)原因使所標刻度線(xiàn)達不到精度要求。所以必須用實(shí)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?jì)x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(cháng)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，也有出現故障的可能，當出現故障對其準確判斷、維護的技術(shù)水平也會(huì )影響測量結果。還有使用環(huán)境惡劣與否也會(huì )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(guò)程中，計量器具合格與否，與其是否經(jīng)過(guò)周期檢定并給出正確的修正值密切相關(guān)。需定期進(jìn)行周檢。

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

（3）在實(shí)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。對于貿易交接流量計貿易交接量要用實(shí)際測量量乘以流量計的標定系數；對于DS型質(zhì)量流量計在使用中需進(jìn)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(shí)際使用過(guò)程中一定要在工況上限壓力條件下進(jìn)行零點(diǎn)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）對于貿易交接流量計有兩臺,其流量計系數分別為0.998和1.002，對于買(mǎi)方來(lái)講，希望用系數為0.998的流量計，賣(mài)方愿用系數為1.002的流量計，買(mǎi)賣(mài)雙方易發(fā)生矛盾。建議采用流量計系數法的處理方法來(lái)避免。

流量計系數就是真實(shí)值與流量計測得值之比。也就是說(shuō)，流量計示值與流量計系數之積即為真值。也就是該臺流量計實(shí)際通過(guò)的量。在實(shí)際工作中，根據流量計排量及對應的流量計系數，分段對流量計示值進(jìn)行修正。把經(jīng)過(guò)修正的結果作為實(shí)際交接量。

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

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