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管線泄露對流量計計量影響與解決辦法

  1 問題的提出

    某油庫計量間安裝有10臺流量計，其中LL-300型腰輪流量計7臺，LJB-S3型Simith刮板流量計3臺。2003年計量間搬遷重建，標準體積管安裝完畢后進行了檢定，檢定結果合格；用標準體積管對3臺Simith刮板流量計進行在線檢定時，發(fā)現(xiàn)其基本誤差超過允許誤差范圍，采取器差調整后，基本誤差在允許范圍內(nèi)，重復性誤差仍不符合要求。如某油庫3#流量計在2003年4月6日的檢定過程中其基本誤差、重復性誤差均不合格，對3#流量計的器差進行調整后，于4月16日再次進行檢定時，其基本誤差在允許范圍內(nèi)，但重復性誤差仍超過標準規(guī)定。通過對體積管、流量計、閥門等裝置及現(xiàn)場標定工藝進行認真地分析，反復查找原因，認為造成流量計復現(xiàn)性誤差超標的主要原因是由于泄漏所致。

    2 泄漏對流量計檢定的影響分析

    在流量計檢定過程中，可能存在泄漏的裝置主要有兩部分：一是流量計后側閥門的泄漏，二是計量裝置本身的泄漏，包括流量計計量腔的泄漏或體積管內(nèi)標定球前后的泄漏。計量裝置的泄漏一般受檢測介質的溫度、黏度、壓力變化的影響，但同種介質當其溫度、壓力、黏度指標變化不大時，介質特性對泄漏的影響是穩(wěn)定的。而計量裝置本身的問題，例如裝置長期運行造成的磨損或標定球磨損而造成的泄漏等與計量裝置使用時間有直接關系，該油庫3臺Simith刮板流量計投用時間不長，標準體積管內(nèi)標定球在體積管搬遷后已重新更換，所以因計量裝置本身泄漏而造成檢定結果超標的可能性不大。在標定過程中，去來油匯管閘閥關閉，標定閥打開，油流通過標定閥進入體積管。由于每次只能對1臺流量計進行在線標定，其它流量計的標定閥應該是關閉的。但在實際標定過程中，常常會遇到因閥門關閉不嚴而引起漏失量，使流量計檢定的結果受到影響。在標定過程中流量計閥門需要開關或調整，因此對某個閥門來說，可能會隨操作者的關緊程度、不同排量標定點的變化而產(chǎn)生泄漏量不相同的現(xiàn)象，使流量計的重復性誤差超標。以前述3臺Simith刮板流量計為例，在標定時發(fā)現(xiàn)流量計的重復性誤差超標，經(jīng)過分析認為，不可能是由于流量計本身或體積管問題所造成，初步判定是由于標定時流程切換后部分閥門關閉不嚴所致。

    根據(jù)對標定結果的分析，認為閥門的泄漏是造成該油庫3臺Simith刮板流量計重復性誤差超標的主要原因。通過對標定時工藝流程的調整，使這一原因得以證實和驗證。根據(jù)實際標定測得的數(shù)據(jù)可知，閥門的泄漏對流量計準確度的基本誤差的影響不大，但對流量計隨機誤差的重復性指標的影響較大，經(jīng)常會造成流量計的重復性誤差超標。

    3 閥門泄漏的判斷與處理

   《原油動態(tài)計量容積流量計安裝技術規(guī)定（GB91092-88）》中328條規(guī)定：“流量計進口側應安裝閘閥，流量計出口側應安裝截止和檢漏的雙功能閥或嚴密性較好的閘閥”，但在實際工藝中，一般只采用安裝一道閘閥的方式。嚴密性雖經(jīng)過安裝前的打壓試驗，但新計量間建成投產(chǎn)過程中管道內(nèi)焊屑、雜物等可能滯留閘閥板槽內(nèi)，在閥門開關時劃傷密封面，投運一段時間后，流量計出口處閥門可能存在關閉不嚴泄漏現(xiàn)象。流量計標定線一般采用同一根標定匯管，然后進入體積管，每臺流量計在檢定時，其他非檢定流量計標定閥的泄漏情況會影響該流量計的檢定結果，同時來油匯管的閥門泄漏也會影響標定結果。

    根據(jù)油庫計量工藝流程，通過標定流程的切換進行相關性排除，認為各來油線7臺腰輪流量計的出口標定閥對外輸3臺simith刮板流量計檢定結果基本無影響，主要是3臺同時并聯(lián)運行的Simith刮板流量計之間的閥門泄漏造成影響。通過反復試驗，認為外輸3#流量計受泄漏影響程度***大。因此，下一步將重點對3#A閥門進行重點檢查，對可能存在泄漏的1#B、2#A、2#B閥門進行檢查。根據(jù)現(xiàn)場工藝流程實際情況，分以下步驟進行判斷：

    步，利用流量計過濾器進行清洗的機會，將流量計進口閥門、正常輸油閥、標定閥全部關閉，取出過濾器濾筐，打開排污閥將過濾器的余油排凈。用目測進行觀察，看流量計出口側是否持續(xù)向過濾器內(nèi)淌油，如果淌油持續(xù)10min以上，說明流量計出口側的兩個閥門有一個泄漏或兩處同時泄漏。如用眼觀察到泄漏量較大時，可將排污閥關嚴后，微開流量計進口閥，使過濾器內(nèi)進入的部分油液面至過濾器進出油口以上，然后關嚴流量計進口閥門。用尺子量出此時液面距過濾器頂端面深度，觀察10~30min后，再次測量此時液面，并測出過濾器直徑，計算出泄漏量。但此時仍不能*確定是出口的哪個閥門泄漏。在線檢測閥門的泄漏情況可采用物理聲發(fā)射檢測技術。但在正常情況下，由于并門前后壓差很小，小于01MPa，而且泄漏量很小，因此經(jīng)實際測試并不能確定出閥門的泄漏。

    第二步，將清洗完的過濾器投用，打開過濾器排污閥，微開流量計進口閥，使過濾器內(nèi)氣體排凈，再關緊流量計進口閥及排污閥。啟動壓風機，通過掃線風線向流量計進出口閥之間的管段充壓，當流量計進出口之間管段壓力達到03MPa時，關閉進風閥。觀察壓力穩(wěn)定情況，如壓力有明顯下降，說明此管段上連接的進口閥、出口閥、標定閥、排污閥可能不嚴密。用聲發(fā)射儀分別在閥門上側管線、閥門法蘭、閥門法蘭上下側等部位在線檢測，依據(jù)不同的聲發(fā)射強度信號，判定出閥門是否泄漏及其泄漏程度的大小，如確定出閥門泄漏位置后，應停輸并拆下該閥門。

    第三步，查找泄漏原因，因密封面劃傷的，應對密封面進行修復，修復后進行閥門的嚴密試驗；因嚴密性試驗達不到要求的，應對閥門進行更換，在更換時建議選用嚴密性較好的閘閥，***好采用具有檢漏功能的雙閘板閘閥。

　　本文分析了流量計在現(xiàn)場使用存在的問題，包括流量計規(guī)格選擇不當，實際運行工況與標定工況條件不符，流量計計量腔中有氣體，流量計旁通管道閥門泄露，流量計計數(shù)器齒輪潤滑不好，流量計在新建管道中應用的缺陷，檢查不到位等，并提出了相應的解決辦法。

　　關鍵字：流量計 存在問題 解決辦法

　　目前原油交接方式主要有兩種形式，即大罐交接和流量計交接，而流量計交接又存在瞬時客觀連續(xù)的優(yōu)點，故目前原油交接主要采取流量計交接，為了保證原油交接的公平公正，在現(xiàn)場使用流量計時，一定要注意以下幾個問題，以保證原油交接雙方的經(jīng)濟利益。

　　1 存在的問題

　　1.1 流量計規(guī)格選擇不當

　　流量計規(guī)格選擇不當，會使流量計在超下線或超上限的范圍下運行，帶來很大的測量誤差，例如：如果上站來油量很小，一般在30方--40方每小時，如果選用較大的流量計必然造成在超下線情況運行，造成測量不準確，而外輸量又很大，一般在110方--160方每小時，如果外輸所選流量計規(guī)格小，就必然造成在超上限的情況下運行，造成測量不準確。所以必須根據(jù)現(xiàn)場實際情況正確選用流量計，是保證流量計使用壽命和準確性的重要環(huán)節(jié)。流量計規(guī)格應為管道實際運行中***大流量的1.2-1.3倍。

　　1.2 流量計實際運行工況與標定工況環(huán)境條件不符

　　在現(xiàn)場使用過程中，常常因為現(xiàn)場的環(huán)境因素（溫度和壓力等）與標定時的溫度和壓力有很大的差別，這樣不僅會使得在實際運行時產(chǎn)生較大的測量誤差，與此同時流量計的標定曲線也改變了，由此導致了在實際工況下使實際運行的標定曲線偏離了標定曲線，這樣不僅使計量交接不公平，而且影響了原油交接雙方的經(jīng)濟利益。

　　1.3 溫度對流量計的影響

　　以腰輪流量計為列計算，流體在流經(jīng)腰輪流量計計量室時，為使流體推動轉子靈活自如地轉動，流量計轉子與殼體、轉子與轉子之間留有一定的間隙；而且因流量計材質不同，受不同溫度條件的影響，發(fā)生不同的變化，因此產(chǎn)生一定的漏失量。計算公式如下：

　　E=E1-β（t-t1）式中E為流量計實際運行情況下產(chǎn)生的誤差；E1為流量計標定條件下產(chǎn)生的誤差；p為流量計計量腔體材質體體積膨脹系數(shù)，℃～；t為流量計實際運行時油品溫度，℃；t1為流量計檢定時油品溫度，℃。計量腔體材質為鑄鋼型，可取℃，當溫度由標定時的41℃上升到生產(chǎn)時的54℃時，對流量計基本誤差的影響是：

　　E=-（t-t1）=-36´10-6℃-1（54-41）℃=-0.0468%

　　這是當標定溫度與實際運行時溫度不符時產(chǎn)生的誤差。

　　1.4 壓力對流量計的影響

　　由于壓力的作用，流量計殼體的彈性變形，隨著壓力增高，計量腔體積增大，由此引起轉子與殼體之間的間隙增大，漏失量也隨著增大。

　　式中△為腰輪流量計計量腔體積變化量；V為檢定時計量腔體積；D為計量腔內(nèi)徑，m；△p為流量計檢定與工作時的壓差，Pa；a為殼體材質的縱向彈性模數(shù)，Pa；L為殼體的厚度，m。當介質壓力增大較大時4-5Mpa時，必然引起流量計殼體的彈性變形較大，轉子與殼體間間隙增大，影響了流量計計量室容積。

　　1.5 氣體存在于流量計計量腔內(nèi)造成流量計讀數(shù)不準確

　　目前單位使用的流量計大部分都是容積式流量計，計量的是原油的體量，不管進入計量腔內(nèi)的物質是氣體、液體、還是固體均會被計量，即：流量計讀數(shù)＝原油體積+含水體積+氣體體積，這樣一來就導致了流量計的讀數(shù)失真。

　　1.6 流量計旁通管道閥門的泄露會導致計量不準確

　　流量計在長期使用過程中會出現(xiàn)故障，為了方便故障的維修，所以流量計通常都裝有旁通管道，這樣一來維修起來就比較簡便快捷。但任何事情都有雙面性，這一閥門除了可以讓維修簡便快捷外，它的弊端是一旦出現(xiàn)了泄漏故障，就會導致流量計的讀數(shù)降低，而且這一泄漏故障常常被人們所忽略，所以在使用過程中常常被誤認為是流量計計量不準。

　　1.7 流量計計數(shù)器的齒輪潤滑不好

　　流量計在使用過程中，要延長其使用壽命，需要及時的對流量計進行維護，為了防止流量計表頭的計數(shù)器的齒輪卡死或者損壞，需要定期對齒輪進行潤滑，防止計數(shù)器的使用壽命縮短。

　　1.8 流量計在新建管道中應用時常見的問題

　　雖然新建管道在投運之前都進行清潔吹掃工作，但在投運過程中難免會有部分的焊渣殘留物等雜物會存在其中，這些殘留物會對流量計轉子造成破壞（劃傷，卡斷）這樣的話流量計就會無法正常使用。為了防止這一情況的發(fā)生，可以使用短管代替流量計進行投運時的試運行，確認管道內(nèi)無任何雜物后，再采用流量計進行測量，這樣可以避免流量計轉子損壞的現(xiàn)象。

　　1.9 檢查不到位導致流量計管理出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象

　　流量計在在實際使用過程中，檢查的周期較長，而且檢查的不夠全面，一般對外交接流量計為半年標定一次，對內(nèi)標定的時間更長，這樣常常導致流量計管理脫節(jié)。因此應該設立專門的技術人員定期對各站流量計特別是對外交接的重要關口進行檢查。

　　2 解決辦法

　　（1）在使用過程中，要對現(xiàn)場的環(huán)境進行改善，盡量使流量計運行時的工況與標定時的工況基本相一致。標定溫度與實際運行溫度差控制在正負五攝氏度以內(nèi)，超過這個范圍的話要進行溫度修正；流量計工作壓力高于標定壓力1.0MPa時，應進行壓力修正。

　?。?）定期對流量計進行專業(yè)的維護和保養(yǎng)，確保流量計在***佳性能下工作，延長其使用壽命。

　?。?）在流量計使用過程中，建立健全流量計相關資料，做好運行及保養(yǎng)記錄。

　　（4）加強關于流量計基礎知識的培訓，對流量計結構、原理和使用方法進行廣泛的培訓學習，以確保使用人員能夠熟練運用流量計，保證原油貿(mào)易的交接公平公正。