溫度計(jì)讀數(shù)修正對(duì)液體容積式流量計(jì)檢定結(jié)果的影響

一、引言

在體積管檢定流量計(jì)過程中，需要用玻璃溫度計(jì)讀取流量計(jì)和體積管處的溫度，根據(jù)JJG667-2010《液體容積式流量計(jì)檢定規(guī)程》“所用溫度計(jì)的***大允許誤差對(duì)檢定結(jié)果造成的影響不超過流量計(jì)***大允許誤差的1/10”這一要求，現(xiàn)場(chǎng)使用的溫度計(jì)大部分都能滿足，所以檢定過程中直接將現(xiàn)場(chǎng)讀取到的溫度代入計(jì)算公式中得出流量計(jì)的誤差，沒有考慮溫度的修正問題。 但筆者在現(xiàn)場(chǎng)檢定過程中發(fā)現(xiàn)，部分玻璃溫度計(jì)往往在檢定溫度處的修正值較大，且修正值有正有負(fù)，如果不對(duì)該溫度進(jìn)行修正，就會(huì)對(duì)后續(xù)流量計(jì)的檢定結(jié)果帶來一定的影響。 本文針對(duì)此問題進(jìn)行探討分析。

二、體積管檢定流量計(jì)的模型

體積管檢定流量計(jì)的過程主要為將被檢定流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)體積管串聯(lián)，則經(jīng)過流量計(jì)的流體會(huì)全部通過體積管，從而推動(dòng)體積管內(nèi)的置換器沿著流體流動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng)，觸發(fā)兩個(gè)檢測(cè)開關(guān)分別發(fā)出起、停信號(hào)，

記錄這期間被檢流量計(jì)發(fā)出的脈沖數(shù)。 此脈沖數(shù)經(jīng)過簡(jiǎn)單換算可得檢定過程中流過流量計(jì)的流體體積，將此量與體積管經(jīng)過溫度和壓力修正過的容積值比較，即可得出被檢流量計(jì)的示值誤差，所采用的測(cè)量模型

如下所示。

計(jì)算檢定時(shí)測(cè)得的體積管處液體的實(shí)際體積，計(jì)算公式為

式中：Vs—體積管的標(biāo)準(zhǔn)體積，L；Ps—體積管內(nèi)液體表壓力平均值，Pa；D—體積管內(nèi)徑，mm；e—體積管壁厚 ，mm；Es—體積管材料的彈性模

-1

量，Pa；βs—體積管的體膨脹系數(shù)，℃ ；ts—體積管

內(nèi)液體的平均溫度，℃。

把體積管的體積修正到流量計(jì)條件下的累積流量實(shí)際值的計(jì)算公式為

式中：（VCF20）s—體積管處溫度下原油的體積修正系數(shù)；（VCF20）m—流量計(jì)處溫度下原油的體積修正系數(shù)；k—液體的壓縮系數(shù)，Pa-1。

***后計(jì)算流量計(jì)的示值誤差Em，即Em=（Q-Qs）/Qs×100%通過式（1）~式（3）可以看出，溫度直接影響著流量計(jì)的示值誤差，由于溫度的變化會(huì)引起式（2）中原油體積修正系數(shù)的變化，且體積修正系數(shù)的計(jì)算比較繁瑣，在此沒有給出定量分析。 假設(shè)溫度計(jì)讀取的溫度存在一個(gè)較大的修正值而沒參與到后續(xù)的計(jì)算，則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)誤差傳遞到流量計(jì)上，從而導(dǎo)致原油交接雙方不能公平交易。

三、溫度修正對(duì)流量計(jì)檢定結(jié)果的影響

目前，流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)檢定過程中使用的溫度計(jì)基本分度值為0.1℃，測(cè)量范圍為0～70℃的普通石油焦化產(chǎn)品用玻璃液體溫度計(jì)，根據(jù)JJG130-2011《工作用玻璃液體溫度計(jì)檢定規(guī)程》中的規(guī)定，該系列的溫度計(jì)***大允許誤差不超過±0.2℃，所以在不考慮溫度計(jì)讀數(shù)修正的情況下， 單支溫度計(jì)***大引入誤差為±0.2℃。

體積管檢定流量計(jì)中需讀取流量計(jì)處、體積管進(jìn)出口三處的溫度， 從而導(dǎo)致流量計(jì)與體積管***大溫差為0.4℃。 JJG667-2010中規(guī)定“一次檢定過程中，檢定介質(zhì)的溫度變化不超過±0.5℃”， 所以流量計(jì)與體積管***大溫差為0.4℃也是滿足檢定規(guī)程的。 以實(shí)例說明，假設(shè)某輸油站的實(shí)際輸油溫度為25℃，即流量計(jì)、體積管進(jìn)出口處的實(shí)際溫度都為25℃， 而在讀數(shù)不修正的情況下， 體積管和流量計(jì)處的溫度可能會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況， 結(jié)果如表1所示。 所用體積管的標(biāo)準(zhǔn)容積值為4019.4090，體積管溫度為進(jìn)口和出口溫度的平均值。

從表1可看出，不對(duì)溫度計(jì)讀數(shù)進(jìn)行修正時(shí)，溫度的失真導(dǎo)致流量計(jì)的示值誤差發(fā)生偏移。 當(dāng)流量計(jì)處讀取的溫度比實(shí)際溫度高時(shí)，流量計(jì)的示值誤差向負(fù)方向偏移，即流量計(jì)顯示的誤差比實(shí)際誤差要小。 流量計(jì)處和體積管處的溫差越大，示值誤差向負(fù)方向偏移越大。 當(dāng)體積管處讀取到的平均溫度比實(shí)際溫度也高時(shí)，流量計(jì)示值誤差偏移較小為0.0007%；當(dāng)體積管處讀取到的平均溫度比實(shí)際溫度小時(shí)，流量計(jì)示值誤差偏移較大，***大可為0.027%；如果流量計(jì)的準(zhǔn)確度為0.2級(jí)， 這時(shí)由溫度修正引入的誤差已經(jīng)超出檢定規(guī)程的要求，則必須對(duì)溫度進(jìn)行修正，該點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)檢定過程中沒有得到足夠重視，建議廣大檢定人員在后續(xù)的檢定中注意該問題。 假設(shè)一個(gè)輸油站年輸油量為1000萬立方米原油，則會(huì)由于未修正溫度而導(dǎo)致收油方年損失原油***小為70m3，***大可達(dá)2700m3。

由于流量計(jì)處的溫度一般高于體積管處的溫度，所以體積管處溫度高于流量計(jì)處溫度這種情況，在此不予討論。 從表1可知，當(dāng)流量計(jì)處讀取的溫度比實(shí)際溫度低時(shí)，流量計(jì)的示值向正方向偏移，即流量計(jì)顯示的示值誤差要比實(shí)際值偏大， 偏移的程度較小為0.0007%。

通過上述分析，在現(xiàn)場(chǎng)檢定流量計(jì)時(shí)，為減少溫度計(jì)讀數(shù)修正對(duì)流量計(jì)示值誤差的影響，當(dāng)所用溫度計(jì)的修正值較大時(shí)，可根據(jù)溫度計(jì)的檢定證書對(duì)溫度進(jìn)行修正；當(dāng)溫度計(jì)的修正值較小時(shí)，可挑選修正值在同一方向上的溫度計(jì)使用以減少溫度的影響，保證交接計(jì)量的準(zhǔn)確。

四、小結(jié)

為保證原油交接雙方的利益，確保流量計(jì)的準(zhǔn)確可靠，在現(xiàn)場(chǎng)檢定流量計(jì)過程中，首先根據(jù)溫度計(jì)的檢定證書確認(rèn)所用玻璃溫度計(jì)的修正值是否較大，如果溫度計(jì)修正值較大，則需對(duì)讀取的溫度進(jìn)行修正后

參與流量計(jì)的誤差計(jì)算。 若溫度修正值較小，可選用溫度計(jì)修正值在同一方向上的玻璃溫度計(jì)，則無需修正可直接參與流量計(jì)的誤差計(jì)算。