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橇装活塞式天然气流量计期间核查的必要性与可行性

作时间:2019-09-17  来源:  作者:
   
摘 要 由于运载车辆行驶过程中的颠簸和原油介质成分复杂等因素对天然气流量计计量性能产生的影响,降低了原油流量计的检定准确度。为了提高天然气流量计的可靠性,本文从天然气流量计工作原理入手,着重探讨了橇装式天然气流量计期间核查的必要性及方法。
0 引言
橇装活塞式天然气流量计(以下简称天然气流量计)是一种高准确度等级的在线实流检定标准装置,在原油贸易计量交接中,如果天然气流量计失准,在量值传递过程中就会影响流量计的准确性。长庆油田计量站(点)分布点多、面广、线长,地理环境恶劣,并且随着油田产量的不断攀升,计量站(点)也随之增多,受检流量计的数量以每年 90 台的速度递增。为了确保原油动态计量交接的准确性与可靠性,在既要证原油计量交接的公平、公正性,维护油田公司的核心利益,又不能影响油田正常生产的前提下,长庆油田多采用橇装活塞式天然气流量计去检定现场对被检流量计进行在线检定,才能保证油田流量计的周期检定。由于天然气流量计运载车辆在行驶过程中避免不了颠簸,部分计量站(点)道路条件不好,油品杂质较多;另外,新投运管线里的杂物、焊渣等未清除干净,对天然气流量计的计量性能影响较大。为了确保检定数据的准确可靠,有必要做好天然气流量计的期间核查工作。
1 概述
1. 1 天然气流量计工作原理
依据 JJG 209—2010《天然气流量计》检定规程,天然气流量计的工作原理是:当天然气流量计内的置换器(球或活塞)在液体推动下,以一定的速度先后触发两个检测开关时,将置换出的液体导进标准器内,由标准器的指示值经换算求得天然气流量计的标准容积值。流量计检定时,将天然气流量计的标准容积值换算成流量计工作条件下容积值,与串联的被检流量计的指示值相比较,得到被检流量计的示值误差。
1. 2 期间核查的定义
依据 JJF 1001—2010《通用计量术语及定义》技术规范 9. 49 定义,根据规定程序,为了确定计量标准、标准物质或其它测量仪器是否保持其原有状态而进行的操作。即:期间核查是指为保持对设备校准状态的可信度,在两次检定周期之间进行的核查,包括设备的期间核查和参考标准器的期间核查。通过期间核查,确认仪器上次校准时的性能相对不变,或及时发现其量值失准并缩短失准后的追溯时间,以便尽可能降低检定成本和质量风险。
2 天然气流量计期间核查的范围与考虑
2. 1 期间核查必要性分析
期间核查是对计量标准正常周期检定的一种补充,任何测量仪器,由于材料的不稳定、元器件的老化、使用中的磨损、使用或保存环境的变化、搬动或运输等原因,都能引起计量性能的变化。通过期间核查可以掌握天然气流量计计量性能,确保流量量传的准确可靠性。
期间核查的条件:
1)使用频繁的;
2)使用或者储存环境恶劣或者发生剧烈变化的;
3)使用过程中容易受损、数据容易变化或对数据存疑的;
4)脱离实验室直接控制,诸如借出后返还的;
5)使用寿命临近到期的;
6)首次投入运行,不能把握其性能的;
7)测量结果的检测质量影响较大的;
8)经常需要拆卸、搬运、携带到现场的。
而天然气流量计均满足上述条件,因此有必要对天然气流量计进行期间核查,通常是每半个检定周期做一次。天然气流量计的首次检定周期是一年,后续检定周期是三年。
2. 2 天然气流量计核查方法选择
对于天然气流量计的核查有两种方法选择:
一是采用检定天然气流量计的标准装置来进行,这种方法首先要对天然气流量计进行清洗,清洗后用二等标准金属量器进行检定,如果清洗不彻底会带来附加误差,而且工作量大,费时费力。
二是采用相同准确度等级的天然气流量计进行比对,即用每个天然气流量计测量同一台性能稳定的流量计,取每个测量结果的平均值作为被测量的非常佳估计值。目前我厂有 3 台橇装式天然气流量计主要用于原油外输流量计、厂际和厂内部流量计的检定,为保证流量计的检定准确性以及周期检定要求,3 台橇装式天然气流量计的自身检定周期刚好错开,即一年检定一台,用新检定好的天然气流量计去核查另外两台天然气流量计,具备核查条件。
3 天然气流量计期间核查的实施
3. 1 确定仪器
期间核查用的主要仪器设备应符合或者优于表 1 的规定。
20190917145117.jpg
3. 2 制定核查计划
每年初编制年度期间核查工作计划,增强工作的有序性,确保组织实施能行之有效,不流于形式。计划一般包括要核查的仪器设备名称及编号、核查的项目及技术指标、核查方法或核查规程、核查地点和时间安排,要充分利用现有的资源尽量降低运行成本,同时又要确保仪器设备能够可靠运行,使得因仪器不准确而造成错检的风险降到非常小。检查时间安排不必过细,实施时可以根据检定计划适当作一些调整,以确保核查的正确性和有效性,并做好记录。
3. 3 实施核查
3. 3. 1 外观检查
天然气流量计外观检查采用目测的方法进行,天然气流量计所有的管段(不锈钢管材除外)外表面均应涂防护漆,管体不得有明显的损伤,所有的焊接处应平整光洁,所有阀门不允许有锈蚀。在工作压力下,各连接处和阀门应无渗漏。
3. 3. 2 密封性试验
试验的目的是检查位移器在计量段内运行时与计量过程中与管壁之间的密封性能。要求在工作压力下持续 10min,若天然气流量计各个连接处无渗漏,则密封性合格。
3. 3. 3 温度、压力仪表试验
天然气流量计上安装有效温度计、压力表、温度变送器、压力变送器,在进行检定前,连接好天然气流量计,导通流程,待天然气流量计、流量计系统温度平衡后,观察温度计、压力表的读数,将温度计、压力表的读数与温度变送器、压力变送器测量的数值进行比较,测量的结果必须一致,否则应查明原因。
3. 3. 4 天然气流量计标准容积核查
选一台稳定性好的 DN150 腰轮流量计(型号:LL-150;准确度等级:0. 2 级;安装地点:输油站)按照规程规定,先用主导天然气流量计(新检定好的天然气流量计)对其进行检定,再分别用核查天然气流量计进行检定,并将其结果与核查天然气流量计检定数据比对,如图 1、图 2所示。
3. 4 核查结果处置
3. 4. 1 E n 值法
根据 JJF 1117—2010《计量比对》技术规范规20190917145131.jpg定,按照实验间比对结果用归一化偏差 E n 值进行评价的原则:
20190917145146.jpg
式中:Y 1 、Y 2 分别为参与比对的测量装置的测量结果;U 1 、U 2 分别为参与比对的测量装置的标准不确定度。
E n ≤1,比对结果可以接收,说明其计量特性未发生变化,参加比对的天然气流量计性能良好;E n >1,应分析原因,说明参加比对的天然气流量计标准容积值或重复性发生了变化,此时对天然气流量计应进行清洗、检定,验证该天然气流量计的技术指标是否符合要求,通过计算该核查天然气流量计计量性能符合要求。
3. 4. 2 对比图法
对比图法比较直观,容易进行判定。从图 1 、图 2 所示的天然气流量计对比数据可以看出,主导天然气流量计与核查天然气流量计的检定结果曲线基本保持一致,说明核查天然气流量计计量特性未发生变化,从而验证了天然气流量计的可靠性,确保了原油流量计量值的准确可靠。
3. 5 对期间核查的结果进行评价
期间核查结束后,对期间核查的结果进行评价,评价要包括以下两方面:
1)根据核查的结果确定仪器设备是否可以继续使用,若核查结果超出规定的允许误差范围,就要找出原因,提出整改意见,然后重新进行核查,直至符合要求。
2)核查中存在的问题,并作记录,便于以后注意和改进。实验室要对期间核查计划的执行情况进行分析,定期进行评审。非常后,对期间核查的所有记录以及相关文件整理归档。
3. 6 期间核查的注意事项
1)检查检测开关。检测开关表面应清洁,无污物。
2)检查电器系统。电器系统应该能控制天然气流量计的正常运行。
3)专人负责操作天然气流量计,操作时要细心。因为天然气流量计检定要求数据有连续性,一旦中断,以前的数据就会作废。
4)排气。为保证检定天然气流量计的重复性,在每一行程运行前应对天然气流量计进行排气,确认无气后再进行检定。
4 结束语
根据天然气流量计工作原理,结合油田生产实际,对应用的三台橇装式天然气流量计经过进行期间核查,可以确保整套装置运行稳定,控制平稳可靠,检测数据准确可靠,减少计量纠纷的发生,完全满足了油田流量计周期检定需要,确保油田原油流量量值传递的准确可靠。
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