張廣超

國家管網(wǎng)集團(tuán)西部管道新疆輸油氣分公司

摘要：針對長輸管道成品油分輸站分別從管道及流量計安裝和流量計背壓具體分析了質(zhì)量流量計零點漂移的原因，依據(jù)質(zhì)量流量計的運行經(jīng)驗，提出了從安裝過程、調(diào)零過程、低輸量、停輸?shù)惹闆r相應(yīng)的解決辦法。通過實際運行驗證，能有效消除或降低質(zhì)量流量計零點漂移，提高計量的準(zhǔn)確度。

關(guān)鍵詞：分輸站；質(zhì)量流量計；零點漂移

西部成品油管道起點烏魯木齊，途經(jīng)天山、戈壁灘、祁連山區(qū)、黃土高原等地區(qū)，終點為蘭州，沿線共設(shè)有5個分輸站點，每個分輸點均設(shè)3 條分輸支線，用于輸送柴油和汽油。站內(nèi)采用科里奧利質(zhì)量流量計進(jìn)行計量，計量后進(jìn)入地方油庫儲罐。

質(zhì)量流量計能直接測量流體的質(zhì)量，具有很高的測量準(zhǔn)確度。但其精度容易受干擾因素影響，其中較為顯著的影響因素之一是零點漂移。零點即流量計在未流通流體時顯示的流量數(shù)值，通常在分輸站等管輸末端表現(xiàn)尤為嚴(yán)重，影響了貿(mào)易交接的準(zhǔn)確性。本文將具體分析零點漂移的原因，并提出解決辦法，以最大限度減小其對計量的影響。

1  零點漂移產(chǎn)生的原因分析

零點漂移的產(chǎn)生原因多種多樣，主要包括安裝和運行時產(chǎn)生的應(yīng)力以及機(jī)械振動導(dǎo)致的傳感器準(zhǔn)確度下降，另外，質(zhì)量流量計所處的工藝條件不滿足要求也是產(chǎn)生零點漂移的一個重要原因。

（1） 機(jī)械振動及不穩(wěn)定流體。流量傳感器的零點漂移主要源于不對稱的振動和振動管內(nèi)液體粘度、密度的不恒定。流體密度變化會產(chǎn)生附加的慣性力，即使空管時將雙管的諧振頻率調(diào)整一致，充滿液體時仍可能產(chǎn)生零點漂移。黏度的變化使測量管的內(nèi)壁附著層不同，產(chǎn)生不同的邊界效應(yīng)，導(dǎo)致測量管的質(zhì)量分配不穩(wěn)定，從而影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

（2）質(zhì)量流量計的背壓。當(dāng)管道內(nèi)液體壓力等于或小于該溫度下液體的飽和蒸汽壓時，蒸氣會從液體中逸出，形成許多蒸氣和氣體混合物的小氣泡，容易造成氣蝕現(xiàn)象。另外，質(zhì)量流量計含氣不僅影響計量，還會影響流量計零點的穩(wěn)定性。

2  解決措施

（1）流量計安裝過程中需要注意的問題。

流量傳感器安裝。由于測量管形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計的差異，同一口徑相近流量范圍不同型號傳感器的重量和尺寸差別很大，因此必須按照廠家規(guī)定的安裝方法，確定是否設(shè)置支撐架或基礎(chǔ)，是否以柔性管連接等。安裝設(shè)計時盡可能確保其有較長的使用壽命，為除去過早磨損和產(chǎn)生測量誤差的固形物和夾雜氣體，按流體和管道條件在傳感器上游安裝過濾器或氣體分離等保護(hù)裝置。

截止閥和控制閥的安裝。為保證流量計調(diào)零時流體靜止，流量計前后均需要安裝截斷閥，并檢測閥門內(nèi)漏。

脈動和振動。工藝管道本身產(chǎn)生的振動頻率避免和流量計的頻率相近，防止發(fā)生共振。設(shè)置脈動、振動衰減器或柔性連接管，特殊的流量傳感器的夾裝固定設(shè)備可以減少共振影響。

防止流量計間相互影響。相同型號的兩臺或多臺流量計串聯(lián)或并聯(lián)安裝時，流量計間容易產(chǎn)生影響導(dǎo)致振動，因此應(yīng)避免安裝在一個支撐架上，并保證足夠的傳感器間距，最好在傳感器上加裝防振措施。

管道應(yīng)力和扭曲。流量計法蘭與管道法蘭連接旋緊螺栓時要均勻，勿使流量計產(chǎn)生應(yīng)力。若在布設(shè)管道時預(yù)接入與流量計同樣長度的短管，可防止不良布管形成的應(yīng)力。在使用過程中由于工藝流程壓力和溫度變化，流量計會受到管線軸向力或扭曲力，影響測量性能，要做好必要的固定支架。

（2）流量計調(diào)零。調(diào)零必須在安裝現(xiàn)場進(jìn)行，用被測介質(zhì)打循環(huán)約5分鐘，保證滿管并排盡氣體，充滿待測流體后再關(guān)閉流量計下游閥門，再關(guān)閉上游閥門，在接近工作溫度的條件下使用375手操器或者prolink軟件連續(xù)調(diào)零三次，以比較三次零點偏置值，如果連續(xù)最后兩次偏置值很接近，說明已捕捉到一個好的零點。安裝方面變動或溫度大幅度變化時需要重新調(diào)整。

（3）減少停輸期間管線泄壓。分輸站停輸時流量計所在封閉管段因陽光長時間照射或冬季電伴熱加熱導(dǎo)致管內(nèi)壓力上升，達(dá)到工藝壓力要求上限時，需要進(jìn)行人為泄壓，進(jìn)而導(dǎo)致管內(nèi)液體氣化，影響流量計計量和零點穩(wěn)定性。為減少人為泄壓情況出現(xiàn)，應(yīng)在流量計上方設(shè)置遮陽棚，防止流量計暴曬，相應(yīng)管段管線電伴熱宜采用可溫控電伴熱。

（4）避免低流量運行。當(dāng)流量計運行在低流量下時，零點所帶來的測量誤差較大。以哈密分輸站流量計為例：流量范圍31.2 t/h～375 t/h，設(shè)其零點為0.1，運行在流量下限時，零點帶來的誤差為3.2‰，遠(yuǎn)超過貿(mào)易交接計量要求誤差在2‰以內(nèi)，此時零點不確定度是誤差的主要來源。因此，將零點調(diào)整到一個較小的值并且避免流量計在低流量下運行，可以減小零點帶來的誤差。

（5）合理設(shè)置小流量切除。成品油分輸站處于間歇式輸送，并且停輸時間較長，所以停輸時流量計由于零點長時間作用導(dǎo)致累計流量數(shù)值有一定的變化，造成計量的不準(zhǔn)確。

質(zhì)量流量計有小流量切除功能，根據(jù)現(xiàn)場實際輸量情況設(shè)置一流量值X，即在流量計傳感器檢測到流量小于設(shè)置的流量值X時，進(jìn)行切除，流量計不顯示瞬時流量也不計入累計流量。這一功能可以很好地避免停輸期間由零點帶來的不準(zhǔn)確計量。

保證流量計足夠背壓。根據(jù)SY/T 6682-2007《用科里奧利流量計測量液態(tài)烴流量》的規(guī)定，流量計入出口處需保持足夠的背壓 ，方法按式（1）計算：

Pb＝2△P ＋ Pe     （1）

式中：Pb為最小背壓，MPa；△P 為最大工作流量下流量計的壓降，MPa；Pe為液體在工作溫度下的平衡蒸汽壓，MPa。

根據(jù)GB 17930―2016《車用汽油》的規(guī)定，汽油蒸氣壓的質(zhì)量指標(biāo)在不同情況下的最大值為0.085 MPa。根據(jù)運行經(jīng)驗，以某成品油分輸站為例，流量計在最大工作流量下的壓降為0.03 MPa，由此得出最小背壓為Pb=2×0.03＋1.25×0.085=0.17 MPa。

由于油品經(jīng)流量計后直接進(jìn)入儲罐，儲罐液位低時，背壓很小，難以達(dá)到要求。所以需要在流量計后安裝調(diào)節(jié)閥，以增加流量計背壓，達(dá)到最小背壓要求，防止油品出現(xiàn)氣化造成氣蝕現(xiàn)象并影響流量計計量和零點穩(wěn)定性。

3  結(jié)語

分析成品油分輸站質(zhì)量流量計的零點漂移現(xiàn)象的原因，并提出解決措施；流量傳感器、截止閥、控制閥、流量計本體以及管道的正確合理安裝可以降低或者消除質(zhì)量流量計零點漂移；另外，在運行管理方面應(yīng)該減少管線泄壓、避免低輸量運行、設(shè)置小流量切除以及保持流量計有足夠背壓。以上方法同樣適用于解決其他工業(yè)用質(zhì)量流量計的零點漂移問題。

作者簡介：張廣超，1987年生，本科，高級工程師，畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)，現(xiàn)從事油氣管道計量管理工作。聯(lián)系方式：15022985088，zhanggc@pipechina.com.cn。