雙向球式體積管清洗及標定流量計應用研究分析

王姿佑

（國家石油天然氣管網集團有限公司西部管道甘肅輸油氣分公司，甘肅 蘭州 730000）

體積管是用于檢定累積式流量計的標準裝置。在體積管內有一個彈性球型置換器，彈性球在管內運動，起始檢測開關和終止檢測開關被觸發，記錄被檢流量計的脈沖數，從而置換出起始檢測開關和終止檢測開關之間液體的體積值，然后將體積值修正到參比條件下（20℃，101.325kpa），即為體積管的標準容積。體積管包括收發球腔、預行程管段、四通閥、標準管段、檢測開關、球型置換器、管路支架、電控系統、取球器。為了保證流量計的準確性，國家檢定站每三年對用以檢定流量計的標準體積管進行一次檢定。

筆者所見體積管皆為四通閥式雙向球式體積管，其具有高度的可靠性，操作簡便，可用于檢定在檢測開關之間輸出10000 個脈沖的流量計，并且在一個流量點上檢定次數少，對液體中固體顆粒反應遲鈍，彈性球更換方便，維護費用低等優點。

1 體積管排油及清洗

1.1 體積管排油

（1）關閉計量區進體積管的進出口閥門，并進行斷電鎖定。

（2）打開體積管的排污閥泄壓排油，必要時打開排氣閥，加快排油速度。

（3）體積管泄壓，在體積管的進出口法蘭處安裝盲板，安裝完畢后，給體積管充壓，繼續循環清洗。

（4）在體積管內充滿水，并通過排氣閥排油，直到排出來的全部是水。

1.2 體積管清洗過程

（1）將體積管排氣口連接的軟管連接到水標間的清洗池，打開排氣閥，啟清水泵循環開始清洗體積管。

（2）等清水池中的清水打完后，啟清洗泵，停清水泵，繼續循環，可用吸油氈或其他工具將油品處理，清洗48h 后，進行換水，將含油污水排放到含油污水井。

（3）通過蒸汽加熱可提高清洗效果，在循環過程中，將水溫保持在45℃左右，溫度過高會破壞體積管內壁的保護層及檢定球的表層。

（4）當水池中明油較少時，可換水一次，將含有污水排放到含有污水井。

（5）換完清水，將洗衣粉按比例倒入桶中攪勻化開，繼續啟泵打循環，每30min 給四通閥換向一次，用專用工具打撈油膜，此清洗過程持續較長時間。

（6）換水幾次，將體積管中的水進行置換，直到水池中的水清潔無泡沫。體積管清洗完畢。

體積管清洗原理如圖1 所示。

圖1 體積管清洗原理圖

2 體積管標定

在標定體積管前，首先，確保體積管清洗干凈，標定球在發球的一側，標定水池中存滿清水，打開水標定電磁閥電源開關。

（1）取球、投球。體積管泄壓排氣，泄壓完畢后，打開體積管發球側盲板，用吊裝葫蘆和吸球器將球取出，用打壓泵給球注入水和乙二醇，由鋼板尺和外緣卡尺量取球的尺寸，使球的過盈量為2%～4%，充裝和量取完畢后，將球放入體積管發球側，關閉發球側盲板。

（2）啟泵循環。啟清水泵循環，打開各個排氣閥排氣，確認無氣體排除時，關閉排氣閥。在循環過程中，使水溫達到恒定，保證在一次檢定過程中，水的溫度變化不超過1℃，在整個檢定過程中，所有的排氣閥和排污閥都是關閉狀態。

（3）潤壁。打開標準金屬罐的進罐閥門，將清水池的回水閥關閉，使水充滿標準罐，打開兩個標準罐底閥，在滴流狀態下等待2min，最后關閉底閥。滴流2min 為參考時間，準確時間按照標準罐檢定證書上的標注時間為主。

（4）確定球的位置。打開防爆接線箱，連接AC（BD）段至萬用表，界面顯示直流24V，四通閥換向，使檢定球從發球側進入標準管段，當球觸及檢測開關時，萬用表由24V變至0V，常關電磁閥開始流水，而常開電磁閥停止流水，這時檢定球繼續前行，萬用表由0V 變為24V，應立即關閉回水閥。對四通閥進行第二次換向，打開回水閥，保持小開度，讓檢定球離開標準管段，萬用表由24V 變為0V 再變至24V，再次立即關閉回水閥。這時，已確定檢定球的位置，可以換向進行正常檢定，四通閥第三次換向，準備開始檢定。

（5）正常檢定（比如AC 段正程）。當檢定球再次觸發檢測開關后，常關電磁閥開始流水，打開沒有電磁閥的標準金屬罐的閥開始進水，控制好閥門開度并通過進罐的水聲判斷液面高度，當液面快達到瓶頸時，關小閥門，達到一定高度時，關閉閥門，等液位穩定及氣泡排盡后進行讀數，并做好記錄。

讀數完畢后，打開標準金屬罐底閥放水，在滴流狀態下等待2min 關閉底閥。重復放滿三罐水。等第四罐停止進水后，打開回水閥，保持小開度，使檢定球稍微離開檢定球，這時，萬用表由0V 變為24V,立即關閉回水閥，等標準金屬罐底閥關閉完畢，一切就緒后，四通閥換向重復（1）（2）（3）步驟開始逆程檢定。

體積管（AC）段檢定至少進行三次，一次檢定需正反兩個行程，正反行程8 罐水，所以三次檢定完畢后是24 罐水，在這期間，若出現差錯前面檢定的數據作廢，得重新檢定。

（6）體積管檢定完畢后，將體積管和水標間各管段的水排放干凈，將快開盲板拆卸，整理工具用具，打掃衛生。

（7）數據處理。

式中，V 是單罐容積，單位是L；V0是標稱容積，單位是L；h 是讀取的液位高度，單位是mm；h0是零點位置，單位是mm；V余加進的水或接出的水的體積S 是計量頸容積，詳見標準金屬量器檢定證書。

②AC 段正程第一組數據：V1、V2、V3、V4

AC 段逆程數據：V1’、V2’、V3’、V4’

③以此類推，AC 段第二組數據V02，第三組數據V03，，將三次測量數據代入貝塞爾公式得到標準偏差：

V是上一檢定周期體積管的標準容積值，在檢定證書中可查到。

體積管的重復性應優于0.02%，復現性應優于0.05%。

式（1）～（4）適用于體積管檢定時的粗略估算。

3 檢定過程誤差因素和對策分析

（1）對于首次檢定、后續檢定中復現性檢定不合格（復現性大于0.05%）以及進行過有可能影響體積管容積的操作的體積管，檢定周期為1 年。其他進行后，后續檢定的體積管檢定周期不超過3 年。

（2）在檢定過程中，若出現數據不穩定、忽大忽小的現象，應查明原因，也許是體積管氣未排盡，過濾器發生堵塞，放水速度過快產生氣泡等。

4 結語

雙向體積管是原油交接過程中運用到的極關鍵的計量設備，體積管的清洗檢定，對原油貿易過程計量準確性起到了決定性作用，所以在檢定過程中，應嚴格按照計量規程，積極消除操作不當帶來的誤差，也是檢定工作的基本要求。