旋进旋涡流量计检定方式和计量特性的研究

李 军王秀英

1.西安石油大学 化学化工学院 （陕西 西安 710065）2.中原油田分公司 天然气产销厂 （河南 濮阳 457001）

旋进旋涡流量计检定方式和计量特性的研究

李 军1王秀英2

1.西安石油大学 化学化工学院 （陕西 西安 710065）2.中原油田分公司 天然气产销厂 （河南 濮阳 457001）

近年来随着传感器技术的迅速发展和流量计量理论的逐步完善，各种新型的计量仪表相继问世。其中以旋进旋涡流量计最具代表性。旋进旋涡流量计集流量、温度、压力检测功能于一体，实现了温度、压力和压缩因子等参数的自动补偿，因其自身的特点和优越的性能（如体积小、部件少、计量方便、功耗低、量程范围宽等优点），旋进旋涡流量计越来越受到人们的重视和认可。并在中小流量油气计量领域得到了广泛的应用，但由于该流量计出现相对较晚，未达到标准化程度，且其内部器件高度集成（压力传感器、温度传感器都不可拆卸单独检定或校准），所以旋进旋涡流量计检定或校准备受关注。

流量测量仪表的检定或校准是流量量值传递或溯源链中最重要的环节。天然气计量一般采用天然气实流离线检定和空气离线检定两种方式。目前国内普遍采用空气离线检定进行溯源，即以空气为介质，在微正压或微负压的条件下，对仪表进行离线检定；天然气实流离线检定则以天然气为介质，在接近流量计的实际运行条件下对流量的压力、温度、气质组分和流量总量进行动态量值溯源，综合评定流量仪表的准确度、稳定性等。

旋进旋涡流量计两种检定方式的差异及其对比分析

1 旋进旋涡流量计的空气离线检定和天然气实流检定之间的差异

（1）两种检定方式存在的差异

溯源过程中，对于同一台旋进旋涡流量计，经空气离线检定出具的流量相对误差和天然气实流检定出具的流量相对误差相差很大。表1是编号为611043的旋进旋涡流量计，分别经河南安阳燃气计量站（空气离线检定）检定出具的原始数据和中原油田天然气产销厂天然气大流量站（天然气离线检定）出具的原始数据。

表1 空气离线检定和天然气实流检定数据比对表

从表1和图1可以看出，空气离线检定和天然气实流检定的结果相差很大，这是因为空气离线检定时没有对旋进旋涡流量计的压力、温度变送器进行校准比对，其检定结果是旋涡频率传感器的相对误差；天然气实流检定的结果是整个流量计的相对误差（包括频率传感器、压力传感器、温度传感器），是对旋进旋涡流量计的整体评价。

（2）空气离线检定不能检测出旋进旋涡流量计的异常情况

空气离线检定不能检测出旋进旋涡流量计的压力、温度传感器的性能。而压力、温度是流量补偿的重要参数，尤其压力对流量影响更为直接。

表2为中国航空工业流量计量站 （空气离线检定）对编号为611021的旋进旋涡流量计用20 000L钟罩式气体流量标准装置检定后出具的原始数据。由此可见，压力显示值与被测介质的压力相差较大。

该旋进旋涡流量计和中国航空工业流量计量站的标准表相对误差在0.3%以内，检定出的系数和出厂的仪表系数相对误差在0.6%以内，中国航空工业流量计量站 （空气离线检定）判定该台仪表检定合格。

表2 中国航空工业流量计量站检定出具的原始数据

表3 天然气实流检定装置出具的检定数据

表3是中原油田天然气产销厂大流量站 （天然气实流检定）对编号为611021的旋进旋涡流量计进行检定后出具的原始数据。

表中数据显示，被检表流量和标准表流量相差很大，平均流量相对误差在-33%左右。判定该旋进旋涡流量计不合格。在实际应用过程中，压力传感器故障占70%以上，常见压力传感器问题有：

①现在大部分检定站（空气离线检定）都只对频率传感器进行检定，没有压力传感器检定手段，因此厂家对压力传感器检测重视不够，压力传感器质量不好，导致所测压力与实际压力偏差较大；②压力传感器取压口关闭或半关闭，导致所测压力比实际压力低；③所测气质较脏，造成取压口堵塞，所测压力低于实际压力。在新购置的旋进旋涡流量计或经过空气离线检定后的流量计，应进行实流离线检定才可现场安装使用。天然气实流离线检定可以判断出旋进旋涡流量计出现的异常情况，并且可检查出发生异常情况的部件。旋进旋涡流量计应做到整体检定，即包括压力、温度、频率等各个参数的实流检定。只有这样，才能对该流量计的整体性能做出正确评价。从计量学的角度来看，天然气实流离线检定最符合流量量值的动态溯源特征，它充分考虑了物性参数、操作条件、安装条件、环境条件等因素的影响，使检定条件与实际使用条件一致，因此，在天然气贸易计量中应尽可能采用这种检定方法，它也是天然气流量检定方式的发展方向。

2 旋进旋涡流量计的耐脏污特性分析

旋进旋涡流量计的压力传感器、脉冲传感器、旋涡发生器、旋涡除旋器与天然气直接接触，天然气中脏污杂质就会粘附在旋进旋涡流量计的部件上，因此，脏污对流量计有无影响，则对仪表选型和确定仪表的维护保养周期有至关重要的意义。表4和图2、图3是旋进旋涡流量计脏污清洗前后流量的比对数据。

旋进旋涡流量计的流量数据受脏污影响比较大的清洗后误差会变小，在使用过程中，应视气质情况而进行定期清洗。一般旋进旋涡流量计的取压口，频率传感器、旋涡发生器、旋涡除旋器等部件易脏污，清洗时应特别注意不要损坏这些部件，以免影响正常计量。

结论及应用

表4 旋进旋涡流量计脏污清洗前后流量的比对数据

综上所述，结合旋进旋涡流量计的特性，对旋进旋涡流量计提出以下建议和措施，以保障旋进旋涡流量计正常运行，提高旋进旋涡流量计的准确度，达到准确计量的目的。

（1)采用天然气实流检定，可避免因压力传感器、温度传感器等故障导致的流量计量偏差。

（2)旋进旋涡流量计在使用过程中，对压力、温度与管道上的压力表、温度计的测量值进行比较，可以及时发现由于压力和温度的偏差造成的流量输差。

（3）旋进旋涡流量计的脏污，尤其频率传感器脏污后会使流量结果偏低。因此，使用单位应视气源脏污情况制定相应的日常管理制度，避免仪表脏污造成经济上的损失。

李军（1970-）,男，在读硕士研究生，主要从事技术监督和油气田环境监测与污染治理研究工作。

��栓琴

2010-05-04