摘 要：隨著SY/T6682-2007《用科氏質(zhì)量流量計測量液態(tài)烴流量》的發(fā)布，以及質(zhì)量流量計廠商大口徑流量產(chǎn)品的陸續(xù)推出，需對質(zhì)量流量計測量油品流量的技術(shù)性能做出測試。

關(guān)鍵字：

    流量的準(zhǔn)確測量是貿(mào)易交接和工業(yè)控制中一個很重要的因素。對于以質(zhì)量為單位的流量計量，質(zhì)量流量計具備了高準(zhǔn)確性和高穩(wěn)定性、直接質(zhì)量流量測量等特點，避免了傳統(tǒng)體積流量測量方法因為受到溫度、壓力、粘度、密度等因素的影響而難以真正達(dá)到所標(biāo)稱的測量準(zhǔn)確度，改變了傳統(tǒng)高準(zhǔn)確度流量計依靠機(jī)械轉(zhuǎn)動和傳動來實現(xiàn)流量傳遞的方法。所以，質(zhì)量流量計在以質(zhì)量為單位的油品貿(mào)易交接計量、石油石化企業(yè)內(nèi)部油品的輸轉(zhuǎn)計量核算等方面得到廣泛應(yīng)用。

    隨著SY/T6682-2007《用科氏質(zhì)量流量計測量液態(tài)烴流量》的發(fā)布，以及質(zhì)量流量計廠商大口徑流量產(chǎn)品的陸續(xù)推出，需對質(zhì)量流量計測量油品流量的技術(shù)性能做出測試。

    性能測試

    2007年，石油工業(yè)計量測試研究所對質(zhì)量流量計廠商生產(chǎn)的CMF300 型質(zhì)量流量計（配2400S 型變送器）進(jìn)行了性能測試，測試分為水裝置基礎(chǔ)測試、柴油體積管測試、原油體積管測試、水裝置復(fù)現(xiàn)性測試四步進(jìn)行，從而了解質(zhì)量流量計的油品計量性能。

    水裝置基礎(chǔ)測試

    按照檢定規(guī)程進(jìn)行基本性能測試，測試流量點共6個，依次為190t/h（裝置流通能力）、136t/h、54.4t/h、27.2t/h、13.6t/h，最后回到190t/h，每個流量點測7次。由表1可以看出，CMF300水裝置測試誤差在基本性能測試試驗中，該流量計在測試量程范圍內(nèi)的誤差均在±0.1%范圍內(nèi)，重復(fù)性不大于0.01%，具有很好的基本測量性能。

    柴油和原油測試試驗

    CMF300體積管法變粘度測試試驗，測試介質(zhì)為柴油和原油，檢定流量點共5個，從大流量點依次檢到小流量點，然后再返回流量點復(fù)檢，每個流量點檢3次。檢定柴油溫度為36.5℃，密度約為807.05Kg/m3，粘度約為5.95cSt。檢定原油溫度為57℃，密度約為 851.1Kg/m3，粘度約為34.20cSt。柴油、原油體積管測試數(shù)據(jù)見表2。

    由表2及圖2可以看出，CMF300在以水、柴油、原油為介質(zhì)的多粘度測試中，重復(fù)性均不大于0.03%，測試誤差均在±0.15%范圍內(nèi)。

    水裝置復(fù)現(xiàn)性測試

    在結(jié)束原油測試之后，對CMF300質(zhì)量流量計進(jìn)行了水裝置復(fù)現(xiàn)性測試，檢查經(jīng)過柴油和原油測試后的性能變化和復(fù)現(xiàn)性。水裝置復(fù)現(xiàn)性測試與水裝置基礎(chǔ)測試的流量計系數(shù)設(shè)置相同。CMF300在正常安裝條件下共測試了5個流量點，分別是195.5t/h（裝置流通能力）、136.3t/h、54.7t/h、27.3t/h，再返回195.6t/h，每個點測7次，測試結(jié)果如表3、圖3。

    兩次測試流量計狀態(tài)基本相同，由測試誤差和曲線可以看出：水裝置復(fù)現(xiàn)性測試重復(fù)性依然良好，與基礎(chǔ)測試誤差曲線基本吻合，經(jīng)過成品油和原油測試后，CMF300水裝置測試復(fù)現(xiàn)性良好。

    測試分析

    計量準(zhǔn)確度

    被測質(zhì)量流量計在以水、柴油和原油為介質(zhì)的各項測試中均保持了較好的重復(fù)性，為 0.03%，通過實流檢定修正流量計系數(shù)，均可以在測試流量范圍內(nèi)達(dá)到 0.2級測量準(zhǔn)確度。

    使用流量范圍

    質(zhì)量流量計應(yīng)用于液態(tài)烴貿(mào)易計量時，影響其使用量程范圍的主要因素是零點穩(wěn)定性和壓損。

    質(zhì)量流量計應(yīng)用于小流量計量時，零點穩(wěn)定性是影響其計量誤差的主要因素，多數(shù)質(zhì)量流量計生產(chǎn)廠家在其產(chǎn)品說明書上標(biāo)注了零點穩(wěn)定性一項，其測量誤差的表示方法也與零點穩(wěn)定性有關(guān)。例如CMF300標(biāo)稱的零點穩(wěn)定性為6.8kg/h，在流量小于5%流量時，測量誤差的表示方法為±[（零點穩(wěn)定性/流量值）×100]%，在5%以上流量下，標(biāo)稱測量誤差不超過±0.05%。當(dāng)測量流量過低時，質(zhì)量流量計計量誤差會顯著增大，超出液態(tài)烴貿(mào)易計量所要求的0.2級。因此建議CMF300用于貿(mào)易交接計量的最小流量應(yīng)不低于其相應(yīng)口徑標(biāo)稱流量的5%。

    理論上，質(zhì)量流量計計量流量越大誤差越小，但壓損是制約其流量上限的一個主要因素。相同流量下質(zhì)量流量計的壓損主要與其口徑、測量介質(zhì)粘度、測量管直徑和結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。

    CMF300型質(zhì)量流量計在水和58℃、34.20cSt原油測試中分別記錄了各流量點下的壓損，其壓損隨測量介質(zhì)的粘度增高而增大，在水測試中50%流量下壓損接近1bar，70%流量下壓損接近1.5bar，在原油下壓損更是顯著增大，40%流量下壓損約為1bar，60%流量下壓損超過了2bar。

    壓力影響

    相對于標(biāo)定壓力，計量應(yīng)用中工作壓力的變化會對質(zhì)量流量計振動管的剛性、幾何形狀產(chǎn)生影響，導(dǎo)致計量精度出現(xiàn)偏差。振動管的結(jié)構(gòu)不同，壓力增大導(dǎo)致的計量誤差的結(jié)果不同。一般來講彎管型質(zhì)量流量計隨工作壓力增大，誤差趨于負(fù)向。通常傳感器的幾何尺寸越大，管徑相對于管壁的比值越大，壓力效應(yīng)就越明顯。

    表4給出了ELITE系列質(zhì)量流量計，當(dāng)標(biāo)定壓力和工作壓力不同時，工作壓力每增大 1bar時對測量精度影響的近似值。對于一些非貿(mào)易計量領(lǐng)域及壓力影響較小的計量領(lǐng)域，可不進(jìn)行壓力補(bǔ)償，但是對于壓力影響幅度超過0.1%或計量合同提出明確要求的，則應(yīng)該進(jìn)行必要的壓力補(bǔ)償。

    介質(zhì)粘度影響

    理論上質(zhì)量流量計的計量結(jié)果不受介質(zhì)粘度的影響，其測量范圍可從粘度較低的成品油到粘度較高的重油及渣油，但前提是應(yīng)保證足夠的計量溫度，避免測量管結(jié)蠟。本次試驗測試的介質(zhì)粘度范圍為 1.31cSt～34.2cSt，被測質(zhì)量流量計保持了較好的計量精度。

    被測質(zhì)量流量計在柴油和原油等油品的測試流量下能夠達(dá)到0.2級測量準(zhǔn)確度。實際應(yīng)用中，應(yīng)合理選擇工作流量范圍，盡量避免油品壓力、流量計零點穩(wěn)定性、測量管結(jié)蠟等因素對其計量性能的影響。