旋進旋渦流量計檢定方式和計量特性的研究

李 軍王秀英

1.西安石油大學 化學化工學院 （陜西 西安 710065）2.中原油田分公司 天然氣產銷廠 （河南 濮陽 457001）

旋進旋渦流量計檢定方式和計量特性的研究

李 軍1王秀英2

1.西安石油大學 化學化工學院 （陜西 西安 710065）2.中原油田分公司 天然氣產銷廠 （河南 濮陽 457001）

近年來隨著傳感器技術的迅速發展和流量計量理論的逐步完善，各種新型的計量儀表相繼問世。其中以旋進旋渦流量計最具代表性。旋進旋渦流量計集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，實現了溫度、壓力和壓縮因子等參數的自動補償，因其自身的特點和優越的性能（如體積小、部件少、計量方便、功耗低、量程范圍寬等優點），旋進旋渦流量計越來越受到人們的重視和認可。并在中小流量油氣計量領域得到了廣泛的應用，但由于該流量計出現相對較晚，未達到標準化程度，且其內部器件高度集成（壓力傳感器、溫度傳感器都不可拆卸單獨檢定或校準），所以旋進旋渦流量計檢定或校準備受關注。

流量測量儀表的檢定或校準是流量量值傳遞或溯源鏈中最重要的環節。天然氣計量一般采用天然氣實流離線檢定和空氣離線檢定兩種方式。目前國內普遍采用空氣離線檢定進行溯源，即以空氣為介質，在微正壓或微負壓的條件下，對儀表進行離線檢定；天然氣實流離線檢定則以天然氣為介質，在接近流量計的實際運行條件下對流量的壓力、溫度、氣質組分和流量總量進行動態量值溯源，綜合評定流量儀表的準確度、穩定性等。

旋進旋渦流量計兩種檢定方式的差異及其對比分析

1 旋進旋渦流量計的空氣離線檢定和天然氣實流檢定之間的差異

（1）兩種檢定方式存在的差異

溯源過程中，對于同一臺旋進旋渦流量計，經空氣離線檢定出具的流量相對誤差和天然氣實流檢定出具的流量相對誤差相差很大。表1是編號為611043的旋進旋渦流量計，分別經河南安陽燃氣計量站（空氣離線檢定）檢定出具的原始數據和中原油田天然氣產銷廠天然氣大流量站（天然氣離線檢定）出具的原始數據。

表1 空氣離線檢定和天然氣實流檢定數據比對表

從表1和圖1可以看出，空氣離線檢定和天然氣實流檢定的結果相差很大，這是因為空氣離線檢定時沒有對旋進旋渦流量計的壓力、溫度變送器進行校準比對，其檢定結果是旋渦頻率傳感器的相對誤差；天然氣實流檢定的結果是整個流量計的相對誤差（包括頻率傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器），是對旋進旋渦流量計的整體評價。

（2）空氣離線檢定不能檢測出旋進旋渦流量計的異常情況

空氣離線檢定不能檢測出旋進旋渦流量計的壓力、溫度傳感器的性能。而壓力、溫度是流量補償的重要參數，尤其壓力對流量影響更為直接。

表2為中國航空工業流量計量站 （空氣離線檢定）對編號為611021的旋進旋渦流量計用20 000L鐘罩式氣體流量標準裝置檢定后出具的原始數據。由此可見，壓力顯示值與被測介質的壓力相差較大。

該旋進旋渦流量計和中國航空工業流量計量站的標準表相對誤差在0.3%以內，檢定出的系數和出廠的儀表系數相對誤差在0.6%以內，中國航空工業流量計量站 （空氣離線檢定）判定該臺儀表檢定合格。

表2 中國航空工業流量計量站檢定出具的原始數據

表3 天然氣實流檢定裝置出具的檢定數據

表3是中原油田天然氣產銷廠大流量站 （天然氣實流檢定）對編號為611021的旋進旋渦流量計進行檢定后出具的原始數據。

表中數據顯示，被檢表流量和標準表流量相差很大，平均流量相對誤差在-33%左右。判定該旋進旋渦流量計不合格。在實際應用過程中，壓力傳感器故障占70%以上，常見壓力傳感器問題有：

①現在大部分檢定站（空氣離線檢定）都只對頻率傳感器進行檢定，沒有壓力傳感器檢定手段，因此廠家對壓力傳感器檢測重視不夠，壓力傳感器質量不好，導致所測壓力與實際壓力偏差較大；②壓力傳感器取壓口關閉或半關閉，導致所測壓力比實際壓力低；③所測氣質較臟，造成取壓口堵塞，所測壓力低于實際壓力。在新購置的旋進旋渦流量計或經過空氣離線檢定后的流量計，應進行實流離線檢定才可現場安裝使用。天然氣實流離線檢定可以判斷出旋進旋渦流量計出現的異常情況，并且可檢查出發生異常情況的部件。旋進旋渦流量計應做到整體檢定，即包括壓力、溫度、頻率等各個參數的實流檢定。只有這樣，才能對該流量計的整體性能做出正確評價。從計量學的角度來看，天然氣實流離線檢定最符合流量量值的動態溯源特征，它充分考慮了物性參數、操作條件、安裝條件、環境條件等因素的影響，使檢定條件與實際使用條件一致，因此，在天然氣貿易計量中應盡可能采用這種檢定方法，它也是天然氣流量檢定方式的發展方向。

2 旋進旋渦流量計的耐臟污特性分析

旋進旋渦流量計的壓力傳感器、脈沖傳感器、旋渦發生器、旋渦除旋器與天然氣直接接觸，天然氣中臟污雜質就會粘附在旋進旋渦流量計的部件上，因此，臟污對流量計有無影響，則對儀表選型和確定儀表的維護保養周期有至關重要的意義。表4和圖2、圖3是旋進旋渦流量計臟污清洗前后流量的比對數據。

旋進旋渦流量計的流量數據受臟污影響比較大的清洗后誤差會變小，在使用過程中，應視氣質情況而進行定期清洗。一般旋進旋渦流量計的取壓口，頻率傳感器、旋渦發生器、旋渦除旋器等部件易臟污，清洗時應特別注意不要損壞這些部件，以免影響正常計量。

結論及應用

表4 旋進旋渦流量計臟污清洗前后流量的比對數據

綜上所述，結合旋進旋渦流量計的特性，對旋進旋渦流量計提出以下建議和措施，以保障旋進旋渦流量計正常運行，提高旋進旋渦流量計的準確度，達到準確計量的目的。

（1)采用天然氣實流檢定，可避免因壓力傳感器、溫度傳感器等故障導致的流量計量偏差。

（2)旋進旋渦流量計在使用過程中，對壓力、溫度與管道上的壓力表、溫度計的測量值進行比較，可以及時發現由于壓力和溫度的偏差造成的流量輸差。

（3）旋進旋渦流量計的臟污，尤其頻率傳感器臟污后會使流量結果偏低。因此，使用單位應視氣源臟污情況制定相應的日常管理制度，避免儀表臟污造成經濟上的損失。

李軍（1970-）,男，在讀碩士研究生，主要從事技術監督和油氣田環境監測與污染治理研究工作。

??栓琴

2010-05-04