雙向球式體積管清洗及標(biāo)定流量計(jì)應(yīng)用研究分析

王姿佑

（國(guó)家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)有限公司西部管道甘肅輸油氣分公司，甘肅 蘭州 730000）

體積管是用于檢定累積式流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)裝置。在體積管內(nèi)有一個(gè)彈性球型置換器，彈性球在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)，起始檢測(cè)開(kāi)關(guān)和終止檢測(cè)開(kāi)關(guān)被觸發(fā)，記錄被檢流量計(jì)的脈沖數(shù)，從而置換出起始檢測(cè)開(kāi)關(guān)和終止檢測(cè)開(kāi)關(guān)之間液體的體積值，然后將體積值修正到參比條件下（20℃，101.325kpa），即為體積管的標(biāo)準(zhǔn)容積。體積管包括收發(fā)球腔、預(yù)行程管段、四通閥、標(biāo)準(zhǔn)管段、檢測(cè)開(kāi)關(guān)、球型置換器、管路支架、電控系統(tǒng)、取球器。為了保證流量計(jì)的準(zhǔn)確性，國(guó)家檢定站每三年對(duì)用以檢定流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)體積管進(jìn)行一次檢定。

筆者所見(jiàn)體積管皆為四通閥式雙向球式體積管，其具有高度的可靠性，操作簡(jiǎn)便，可用于檢定在檢測(cè)開(kāi)關(guān)之間輸出10000 個(gè)脈沖的流量計(jì)，并且在一個(gè)流量點(diǎn)上檢定次數(shù)少，對(duì)液體中固體顆粒反應(yīng)遲鈍，彈性球更換方便，維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

1 體積管排油及清洗

1.1 體積管排油

（1）關(guān)閉計(jì)量區(qū)進(jìn)體積管的進(jìn)出口閥門(mén)，并進(jìn)行斷電鎖定。

（2）打開(kāi)體積管的排污閥泄壓排油，必要時(shí)打開(kāi)排氣閥，加快排油速度。

（3）體積管泄壓，在體積管的進(jìn)出口法蘭處安裝盲板，安裝完畢后，給體積管充壓，繼續(xù)循環(huán)清洗。

（4）在體積管內(nèi)充滿水，并通過(guò)排氣閥排油，直到排出來(lái)的全部是水。

1.2 體積管清洗過(guò)程

（1）將體積管排氣口連接的軟管連接到水標(biāo)間的清洗池，打開(kāi)排氣閥，啟清水泵循環(huán)開(kāi)始清洗體積管。

（2）等清水池中的清水打完后，啟清洗泵，停清水泵，繼續(xù)循環(huán)，可用吸油氈或其他工具將油品處理，清洗48h 后，進(jìn)行換水，將含油污水排放到含油污水井。

（3）通過(guò)蒸汽加熱可提高清洗效果，在循環(huán)過(guò)程中，將水溫保持在45℃左右，溫度過(guò)高會(huì)破壞體積管內(nèi)壁的保護(hù)層及檢定球的表層。

（4）當(dāng)水池中明油較少時(shí)，可換水一次，將含有污水排放到含有污水井。

（5）換完清水，將洗衣粉按比例倒入桶中攪勻化開(kāi)，繼續(xù)啟泵打循環(huán)，每30min 給四通閥換向一次，用專(zhuān)用工具打撈油膜，此清洗過(guò)程持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。

（6）換水幾次，將體積管中的水進(jìn)行置換，直到水池中的水清潔無(wú)泡沫。體積管清洗完畢。

體積管清洗原理如圖1 所示。

圖1 體積管清洗原理圖

2 體積管標(biāo)定

在標(biāo)定體積管前，首先，確保體積管清洗干凈，標(biāo)定球在發(fā)球的一側(cè)，標(biāo)定水池中存滿清水，打開(kāi)水標(biāo)定電磁閥電源開(kāi)關(guān)。

（1）取球、投球。體積管泄壓排氣，泄壓完畢后，打開(kāi)體積管發(fā)球側(cè)盲板，用吊裝葫蘆和吸球器將球取出，用打壓泵給球注入水和乙二醇，由鋼板尺和外緣卡尺量取球的尺寸，使球的過(guò)盈量為2%～4%，充裝和量取完畢后，將球放入體積管發(fā)球側(cè)，關(guān)閉發(fā)球側(cè)盲板。

（2）啟泵循環(huán)。啟清水泵循環(huán)，打開(kāi)各個(gè)排氣閥排氣，確認(rèn)無(wú)氣體排除時(shí)，關(guān)閉排氣閥。在循環(huán)過(guò)程中，使水溫達(dá)到恒定，保證在一次檢定過(guò)程中，水的溫度變化不超過(guò)1℃，在整個(gè)檢定過(guò)程中，所有的排氣閥和排污閥都是關(guān)閉狀態(tài)。

（3）潤(rùn)壁。打開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)金屬罐的進(jìn)罐閥門(mén)，將清水池的回水閥關(guān)閉，使水充滿標(biāo)準(zhǔn)罐，打開(kāi)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)罐底閥，在滴流狀態(tài)下等待2min，最后關(guān)閉底閥。滴流2min 為參考時(shí)間，準(zhǔn)確時(shí)間按照標(biāo)準(zhǔn)罐檢定證書(shū)上的標(biāo)注時(shí)間為主。

（4）確定球的位置。打開(kāi)防爆接線箱，連接AC（BD）段至萬(wàn)用表，界面顯示直流24V，四通閥換向，使檢定球從發(fā)球側(cè)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)管段，當(dāng)球觸及檢測(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)，萬(wàn)用表由24V變至0V，常關(guān)電磁閥開(kāi)始流水，而常開(kāi)電磁閥停止流水，這時(shí)檢定球繼續(xù)前行，萬(wàn)用表由0V 變?yōu)?4V，應(yīng)立即關(guān)閉回水閥。對(duì)四通閥進(jìn)行第二次換向，打開(kāi)回水閥，保持小開(kāi)度，讓檢定球離開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)管段，萬(wàn)用表由24V 變?yōu)?V 再變至24V，再次立即關(guān)閉回水閥。這時(shí)，已確定檢定球的位置，可以換向進(jìn)行正常檢定，四通閥第三次換向，準(zhǔn)備開(kāi)始檢定。

（5）正常檢定（比如AC 段正程）。當(dāng)檢定球再次觸發(fā)檢測(cè)開(kāi)關(guān)后，常關(guān)電磁閥開(kāi)始流水，打開(kāi)沒(méi)有電磁閥的標(biāo)準(zhǔn)金屬罐的閥開(kāi)始進(jìn)水，控制好閥門(mén)開(kāi)度并通過(guò)進(jìn)罐的水聲判斷液面高度，當(dāng)液面快達(dá)到瓶頸時(shí)，關(guān)小閥門(mén)，達(dá)到一定高度時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)，等液位穩(wěn)定及氣泡排盡后進(jìn)行讀數(shù)，并做好記錄。

讀數(shù)完畢后，打開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)金屬罐底閥放水，在滴流狀態(tài)下等待2min 關(guān)閉底閥。重復(fù)放滿三罐水。等第四罐停止進(jìn)水后，打開(kāi)回水閥，保持小開(kāi)度，使檢定球稍微離開(kāi)檢定球，這時(shí)，萬(wàn)用表由0V 變?yōu)?4V,立即關(guān)閉回水閥，等標(biāo)準(zhǔn)金屬罐底閥關(guān)閉完畢，一切就緒后，四通閥換向重復(fù)（1）（2）（3）步驟開(kāi)始逆程檢定。

體積管（AC）段檢定至少進(jìn)行三次，一次檢定需正反兩個(gè)行程，正反行程8 罐水，所以三次檢定完畢后是24 罐水，在這期間，若出現(xiàn)差錯(cuò)前面檢定的數(shù)據(jù)作廢，得重新檢定。

（6）體積管檢定完畢后，將體積管和水標(biāo)間各管段的水排放干凈，將快開(kāi)盲板拆卸，整理工具用具，打掃衛(wèi)生。

（7）數(shù)據(jù)處理。

式中，V 是單罐容積，單位是L；V0是標(biāo)稱(chēng)容積，單位是L；h 是讀取的液位高度，單位是mm；h0是零點(diǎn)位置，單位是mm；V余加進(jìn)的水或接出的水的體積S 是計(jì)量頸容積，詳見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)金屬量器檢定證書(shū)。

②AC 段正程第一組數(shù)據(jù)：V1、V2、V3、V4

AC 段逆程數(shù)據(jù)：V1’、V2’、V3’、V4’

③以此類(lèi)推，AC 段第二組數(shù)據(jù)V02，第三組數(shù)據(jù)V03，，將三次測(cè)量數(shù)據(jù)代入貝塞爾公式得到標(biāo)準(zhǔn)偏差：

V是上一檢定周期體積管的標(biāo)準(zhǔn)容積值，在檢定證書(shū)中可查到。

體積管的重復(fù)性應(yīng)優(yōu)于0.02%，復(fù)現(xiàn)性應(yīng)優(yōu)于0.05%。

式（1）～（4）適用于體積管檢定時(shí)的粗略估算。

3 檢定過(guò)程誤差因素和對(duì)策分析

（1）對(duì)于首次檢定、后續(xù)檢定中復(fù)現(xiàn)性檢定不合格（復(fù)現(xiàn)性大于0.05%）以及進(jìn)行過(guò)有可能影響體積管容積的操作的體積管，檢定周期為1 年。其他進(jìn)行后，后續(xù)檢定的體積管檢定周期不超過(guò)3 年。

（2）在檢定過(guò)程中，若出現(xiàn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、忽大忽小的現(xiàn)象，應(yīng)查明原因，也許是體積管氣未排盡，過(guò)濾器發(fā)生堵塞，放水速度過(guò)快產(chǎn)生氣泡等。

4 結(jié)語(yǔ)

雙向體積管是原油交接過(guò)程中運(yùn)用到的極關(guān)鍵的計(jì)量設(shè)備，體積管的清洗檢定，對(duì)原油貿(mào)易過(guò)程計(jì)量準(zhǔn)確性起到了決定性作用，所以在檢定過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照計(jì)量規(guī)程，積極消除操作不當(dāng)帶來(lái)的誤差，也是檢定工作的基本要求。