計(jì)量器具之（流量計(jì)）測(cè)量誤差原因分析

一、計(jì)量器具本身存在誤差

我廠的質(zhì)量流量計(jì)精度等級(jí)大多為0.2。即經(jīng)過(guò)檢定其相對(duì)誤差在± 0.2%以?xún)?nèi)。用于能耗的大多為體積流量計(jì)，精度等級(jí)更低。即其檢定的相對(duì)誤差更大。

油罐容積標(biāo)定的容積與實(shí)際容積之間的誤差不超過(guò)±0.5％。

按JJG398《測(cè)深鋼卷尺檢定規(guī)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(biāo)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(biāo)定時(shí)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(yán)重扭曲，使計(jì)量所得的油高值往往大于實(shí)際值。

SY－Ⅰ型石油密度計(jì)允許差數(shù)為±0.0005g／cm3；SY－Ⅱ型石油密度計(jì)允許差數(shù)為±0.001g／cm3。這兩個(gè)修正值對(duì)貿(mào)易交接來(lái)說(shuō)，是一個(gè)不容忽視的因素。因此對(duì)密度計(jì)的標(biāo)定與否，將直接影響計(jì)量精確度。

二、工況改變?cè)斐善骶邷y(cè)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(jì)計(jì)量，受工況影響產(chǎn)生附加誤差。原油動(dòng)態(tài)計(jì)量采用流量計(jì)配玻璃密度浮計(jì)計(jì)量方式，油品分析過(guò)程中的水分測(cè)定及密度測(cè)量均由人工操作來(lái)完成。油品火車(chē)罐車(chē)出廠采用人工檢尺的方法。無(wú)論那種測(cè)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(jì)產(chǎn)生測(cè)量誤差：

流量計(jì)動(dòng)態(tài)計(jì)量由于儀表本身的系統(tǒng)誤差，及受檢定條件與生產(chǎn)運(yùn)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(duì)測(cè)量結(jié)果的影響：我廠進(jìn)出裝物料流量計(jì)大多為質(zhì)量流量計(jì)。流量計(jì)在標(biāo)定站標(biāo)定壓力一般在0.2MPa左右，標(biāo)定介質(zhì)多數(shù)為水，但是質(zhì)量流量計(jì)安裝后實(shí)際工作壓力比標(biāo)定壓力高好幾倍。對(duì)DS300質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)際工作壓力每升高0.1MPa，質(zhì)量流量計(jì)會(huì)產(chǎn)-0.17%～-0.12%的附加誤差，即當(dāng)工作壓力高于檢定壓力時(shí)，每高出0.1MPa質(zhì)量流量計(jì)會(huì)產(chǎn)生約為-0.15％的附加誤差；而當(dāng)工作壓力低于檢定壓力時(shí)，每低于0.1 MPa質(zhì)量流量計(jì)會(huì)產(chǎn)生約0.15％的附加誤差。工況壓力對(duì)科氏力質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量的準(zhǔn)確度影響較小，而零點(diǎn)校驗(yàn)對(duì)它的測(cè)量準(zhǔn)確度影響較大。對(duì)于孔板流量計(jì)測(cè)量誤差更明顯。孔板設(shè)計(jì)時(shí)是按照給定的已知條件進(jìn)行計(jì)算的，但實(shí)際測(cè)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(shí)際應(yīng)用中被測(cè)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?cè)斐闪髁坑?jì)計(jì)量不準(zhǔn)。如氣體分離裝置9月份物料不能平衡，通過(guò)對(duì)其進(jìn)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(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(dǎo)致質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量不準(zhǔn)。

工作溫度對(duì)質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量結(jié)果也有影響：當(dāng)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(jì)的準(zhǔn)確度；當(dāng)溫度變化時(shí)，還會(huì)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(jì)的零點(diǎn)穩(wěn)定度。

2、測(cè)量油高、溫度及密度時(shí)產(chǎn)生誤差

油高是直接反映罐內(nèi)儲(chǔ)液容量的重要參數(shù)。如果儲(chǔ)液高度計(jì)量不準(zhǔn)，得到的油品數(shù)量就會(huì)產(chǎn)生人為的誤差。在油品高度計(jì)量時(shí)，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(diǎn)，排除計(jì)量時(shí)可能出現(xiàn)的虛假性，油罐從進(jìn)油結(jié)束到開(kāi)始測(cè)量油高需有一段穩(wěn)油的時(shí)間，待油面靜止時(shí)再測(cè)量油高。對(duì)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(cè)量油罐內(nèi)的油高，勢(shì)必有虛假性存在。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，密度計(jì)量必須在室內(nèi)油品靜止、溫度相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定。而在實(shí)際工作中，對(duì)于經(jīng)過(guò)輸轉(zhuǎn)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(jié)果。所以在采完油樣后待溫度相對(duì)穩(wěn)定變化不大時(shí)再進(jìn)行油樣分析。減小測(cè)量誤差。

在計(jì)算油品的標(biāo)準(zhǔn)體積時(shí)，需要測(cè)量油品的實(shí)際溫度。而油品罐區(qū)的溫度計(jì)采用熱電偶溫度計(jì)，大多設(shè)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(duì)整個(gè)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(duì)油品計(jì)量不能滿(mǎn)足要求。

3、自動(dòng)采樣器采樣器具的測(cè)量誤差

現(xiàn)在原油進(jìn)廠采用自動(dòng)采樣器代替手工采樣，增強(qiáng)了采樣的精度。但由于長(zhǎng)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(shí)際值必有差異。在長(zhǎng)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(nèi)充分混合，然后采樣分析，就會(huì)減小其測(cè)量誤差。

另外，計(jì)量器具在制造過(guò)程中，因各種客觀原因使所標(biāo)刻度線(xiàn)達(dá)不到精度要求。所以必須用實(shí)測(cè)方法予以修正。消除計(jì)量器具自身的誤差。降低油品計(jì)量的誤差。

三、計(jì)量器具的選擇、安裝方式及維護(hù)的因素影響測(cè)量精度

任何計(jì)量器具都有所測(cè)介質(zhì)的指向性和適應(yīng)性。根據(jù)所測(cè)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(jì)量誤差。

在安裝方式上，計(jì)量?jī)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(zhǎng)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(duì)否，對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確有關(guān)系。任何計(jì)量器具都有其使用壽命，也有出現(xiàn)故障的可能，當(dāng)出現(xiàn)故障對(duì)其準(zhǔn)確判斷、維護(hù)的技術(shù)水平也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。還有使用環(huán)境惡劣與否也會(huì)造成誤差。

四、針對(duì)產(chǎn)生誤差因素，采取措施減少測(cè)量誤差

（1）在油品計(jì)量過(guò)程中，計(jì)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(cè)量誤差，在長(zhǎng)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(nèi)充分混合，然后采樣分析，就會(huì)減小其測(cè)量誤差。

（3）在實(shí)際應(yīng)用中針對(duì)計(jì)量器具產(chǎn)生測(cè)量誤差原因，采取措施減少工況產(chǎn)生的測(cè)量誤差。對(duì)于貿(mào)易交接流量計(jì)貿(mào)易交接量要用實(shí)際測(cè)量量乘以流量計(jì)的標(biāo)定系數(shù)；對(duì)于DS型質(zhì)量流量計(jì)在使用中需進(jìn)行壓力補(bǔ)償及溫度補(bǔ)償。對(duì)于科氏力流量計(jì)，為確保其在工況條件下的測(cè)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(yàn)后方可將流量計(jì)投入正常使用，從而保證工藝控制和物料、能源計(jì)量的準(zhǔn)確可靠。

（4）對(duì)于貿(mào)易交接流量計(jì)有兩臺(tái),其流量計(jì)系數(shù)分別為0.998和1.002，對(duì)于買(mǎi)方來(lái)講，希望用系數(shù)為0.998的流量計(jì)，賣(mài)方愿用系數(shù)為1.002的流量計(jì)，買(mǎi)賣(mài)雙方易發(fā)生矛盾。建議采用流量計(jì)系數(shù)法的處理方法來(lái)避免。

流量計(jì)系數(shù)就是真實(shí)值與流量計(jì)測(cè)得值之比。也就是說(shuō)，流量計(jì)示值與流量計(jì)系數(shù)之積即為真值。也就是該臺(tái)流量計(jì)實(shí)際通過(guò)的量。在實(shí)際工作中，根據(jù)流量計(jì)排量及對(duì)應(yīng)的流量計(jì)系數(shù)，分段對(duì)流量計(jì)示值進(jìn)行修正。把經(jīng)過(guò)修正的結(jié)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(jì)或控制流量計(jì)排量來(lái)控制輸送誤差現(xiàn)象。

在工藝控制方面因充分認(rèn)識(shí)到質(zhì)量流量計(jì)的系統(tǒng)誤差，可大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)占有率。

參考文獻(xiàn)：

1、孫麗麗工況壓力對(duì)質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度影響《工業(yè)控制計(jì)算機(jī)》2004年

2、袁國(guó)富 工作壓力對(duì)質(zhì)量流量計(jì)影響及修正方法《齊魯石油化工》第34卷